Os switches industriais são componentes essenciais em redes industriais, fornecendo conectividade confiável e segura.

 

A instalação correta desses switches é essencial para garantir o desempenho ideal e a eficiência da rede.

Neste post, vamos orientá-lo no processo de instalação de três tipos comuns de switches industriais: switches para montagem em rack, switches para trilho DIN e switches incorporados.

Como instalar o interruptor industrial em trilho DIN:

  1. Selecione um local adequado no trilho DIN para montar o switch.
  2. Prenda os clipes de montagem do trilho DIN no switch.
  3. Deslize o interruptor para o trilho DIN e fixe-o no lugar.

Observação: Os interruptores Maiwe/Alfacomp para trilho DIN são pré-instalados com clipes de montagem em trilho DIN, portanto, você pode pular a etapa 2.

 

din-rail-switch-install

 

Como instalar um switch industrial para montagem em rack:

  1. Escolha o local apropriado para o switch, garantindo a ventilação adequada e o acesso às tomadas elétricas.
  2. Monte o switch no rack usando os suportes de montagem e os parafusos fornecidos.

rack-mount-switch-install-02

rack-mount-switch-install-01

Como instalar o switch industrial embutido:

  1. Determine o local de montagem do switch embutido no equipamento ou dispositivo.
  2. Com cuidado, coloque o produto na coluna de montagem e alinhe os orifícios de fixação; em seguida, use a chave de fenda para parafusar os parafusos de fixação na coluna.

embedded-switch-install

Conclusão:

A instalação adequada dos switches industriais é essencial para garantir uma conectividade de rede confiável e segura.

Tome decisões seguras e confiáveis com a Alfacomp!

 

 

 

Observe, pense e solucione. 

Referência: https://www.maiwe.com/blog/installation-guide-of-industrial-network-switches.html

Descubra como o SEMAE São Leopoldo está modernizando o gerenciamento de saneamento com a Alfacomp, utilizando o Elipse E3.

 

 

DESAFIO:

Com uma população de mais de 230.914 habitantes para atender, o SEMAE enfrentava desafios complexos na gestão de sua rede de saneamento em São Leopoldo. Composto por 37 reservatórios, 25 elevatórias de água tratada e 19 elevatórias de esgoto, a operação exigia uma solução eficiente e de alta tecnologia.

SOLUÇÃO:

A adoção do Elipse E3 revolucionou o controle operacional do SEMAE. Agora, com 7 estações elevatórias e 2 de tratamento de esgoto sob seu monitoramento remoto em tempo real, o SEMAE pode acompanhar cada detalhe do sistema, desde os níveis e vazões até as pressões e correntes, tudo de forma organizada e eficaz.

 

BENEFÍCOS SIGNICATIVOS:

  • Monitoramento em tempo real para tomada de decisões ágeis.
  • Históricos detalhados e gráficos precisos para análise de desempenho.
  • Identificação rápida de falhas e inconsistências para manutenção proativa.
  • Operação remota para agilizar processos e reduzir custos operacionais.
  • Redução significativa de despesas com água, energia e manutenção.

 

FICHA TÉCNICA:

  • Cliente: SEMAE São Leopoldo
  • Integrador: Alfacomp
  • Pacote Elipse: E3
  • Plataforma: Windows 10 Pro
  • Número de cópias: 3
  • Pontos de I/O: 203
  • Drivers: MQTT

 

📖 Quer saber mais sobre essa incrível transformação? Confira o artigo original: https://www.elipse.com.br/case/elipse-e3-gera-ganhos-de-economia-ao-semae-sl-no-controle-de-sua-rede-de-saneamento-de-esgoto/

 

 

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Neste tutorial vamos mergulhar no mundo dos rádios modems e explorar o modelo RM2071.

 

Antes de qualquer coisa, veja mais sobre o rádio em questão clicando no link: https://alfacomp.net/produto/rm2071/
Kit de rádios RM2071 com acessórios: https://alfacomp.net/produto/kit-para-radio-enlace-2-4ghz/

 

 

Se você é novo neste campo ou se deseja aprimorar suas habilidades, este vídeo é para você! 🔍

 

 

O que vamos cobrir:

  • Introdução ao Rádio Modem RM2071: Uma visão geral das características e funcionalidades deste dispositivo crucial.
  • Leitura do Manual: Passo a passo para entender completamente as especificações técnicas e as capacidades do RM2071.
  • Configuração Inicial: Guia prático sobre como configurar o rádio modem para uso inicial.
  • Testes de Funcionalidade: Demonstração detalhada de como realizar testes para garantir que o RM2071 esteja operando corretamente.
  • Resolução de Problemas Comuns: Dicas e truques para lidar com problemas típicos que podem surgir durante o uso do rádio modem.

💡 Por que este tutorial é importante:

  • Os rádios modems desempenham um papel vital em várias aplicações, desde telecomunicações até automação industrial.
  • Dominar a leitura e teste do RM2071 não apenas aprimora suas habilidades técnicas, mas também garante eficiência e confiabilidade em seus projetos.

 

 

Não se esqueça de:

  • Assinar nosso canal para mais tutoriais e dicas de automação;
  • Compartilhar suas dúvidas e sugestões nos comentários abaixo.

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Adaptive Data Rate (ADR) é um mecanismo para otimizar taxas de dados, tempo de transmissão e consumo de energia na rede.

O mecanismo ADR controla os seguintes parâmetros de transmissão de um dispositivo final.

O ADR pode otimizar o consumo de energia do dispositivo e, ao mesmo tempo, garantir que as mensagens ainda sejam recebidas nos gateways. Quando o ADR estiver em uso, o servidor de rede indicará ao dispositivo final que deve reduzir a potência de transmissão ou aumentar a taxa de dados. Os dispositivos finais que estão próximos dos gateways devem usar um fator de espalhamento mais baixo e uma taxa de dados mais alta, enquanto os dispositivos mais distantes devem usar um fator de espalhamento alto porque precisam de uma taxa de utilização de link mais alto.

Lorawan - Taxa de dados adaptativaO ADR deve ser habilitado sempre que um dispositivo final tiver condições de RF suficientemente estáveis. Isso significa que geralmente pode ser habilitado para dispositivos estáticos. Se o dispositivo final estático puder determinar que as condições de RF são instáveis ​​(por exemplo, quando um carro estiver estacionado em cima de um sensor de estacionamento), o ADR deverá (temporariamente) ser desativado.

Os dispositivos finais móveis devem ser capazes de detectar quando ficam parados por períodos mais longos e ativar ADR durante esses períodos. Os dispositivos finais decidem se o ADR deve ser usado ou não, e não o aplicativo ou a rede.

ADR no Stack do modelo The Things Network

Para determinar a taxa de dados ideal, a rede precisa de algumas medições (mensagens de uplink). Atualmente, o The Things Stack utiliza os 20 uplinks mais recentes, começando no momento em que o bit ADR é ligado. Essas medições contém o frame counter, a relação sinal-ruído (SNR) e o número de gateways que receberam cada uplink. Quando um dispositivo desativa o bit ADR (porque sabe que está em movimento ou porque sabe que as condições de RF são instáveis), as medições anteriores são descartadas. Assim que o bit ADR for definido novamente, a rede começará a medir novamente.

Para cada uma dessas medições, pegamos o SNR do melhor gateway e calculamos a chamada “margem”, que é o SNR medido menos o SNR necessário para decodificar uma mensagem em determinada taxa de dados. Esta margem é usada para determinar o quanto podemos aumentar a taxa de dados ou diminuir a potência de transmissão. Por exemplo, quando a rede recebe uma mensagem com taxa de dados SF12BW125 e SNR 5.0, essa mensagem possui uma margem de 25 dB. Isto é um desperdício de tempo de transmissão e energia valiosos. Se aumentássemos a taxa de dados para SF7BW125 ainda teríamos uma margem de 12,5 dB, mas isso seria muito mais eficiente em termos de tempo de antena e energia. Poderíamos até diminuir a potência de transmissão para economizar ainda mais energia e causar menos interferência.

Existem vários momentos em que uma solicitação ADR é agendada ou enviada:

  1. A solicitação inicial de ADR (para US915 e AU915). Isto é enviado imediatamente após a adesão e é usado principalmente para definir a máscara de canal do dispositivo. Este é um pouco complicado, porque não temos medições suficientes para definir uma taxa de dados precisa. Para evitar silenciar o dispositivo, usamos aqui um “buffer” extra de alguns dB. Esta solicitação só é necessária com pré-LoRaWAN 1.1 em nossa pilha v2. Com dispositivos LoRaWAN 1.1 em nossa pilha v3, podemos definir a máscara do canal na mensagem JoinAccept. Os dispositivos ABP pré-LoRaWAN 1.1 receberão esta mensagem apenas uma vez, se forem reiniciados depois disso, não receberão a mensagem novamente; esse problema também é resolvido pelo LoRaWAN 1.1.
  2. Uma solicitação regular de ADR é agendada quando temos medições suficientes e a taxa de dados atual não é a ideal. A solicitação é apenas agendada e será anexada a um downlink de aplicativo existente (como um ACK ou carga de downlink).
  3. Uma solicitação ADR é enviada quando temos medições suficientes e o dispositivo está usando DR0 (SF12BW125 na maioria das regiões).
  4. Uma solicitação ADR é enviada quando o dispositivo liga o bit ADRAckReq. Por padrão, isso acontece após o envio de 64 uplinks sem receber um downlink, mas como isso depende da implementação do dispositivo, não podemos fornecer um número exato aqui.

As solicitações de ADR não serão mais agendadas ou enviadas se o dispositivo recusar várias solicitações de ADR. Isso pode significar uma implementação incorreta do dispositivo ou uma incompatibilidade de versão entre o dispositivo e o servidor.

O algoritmo usado na The Things Network é baseado no algoritmo recomendado pela Semtech para adaptação de taxas. O diagrama a seguir descreve o fluxo ADR conforme implementado em The Things Stack:

Lorawan - Taxa de dados

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Saiba como o fator de espalhamento determina a velocidade de comunicação no LoRaWAN

LoRa é baseado na tecnologia Chirp Spread Spectrum (CSS), onde os chirps (também conhecidos como símbolos) são os portadores dos dados.

O fator de espalhamento controla a taxa de chirp e, portanto, controla a velocidade de transmissão de dados. Fatores de espalhamento mais baixos significam sons mais rápidos e, portanto, uma taxa de transmissão de dados mais alta.

Para cada aumento no fator de espalhamento, a taxa de varredura do chirp é reduzida à metade e, portanto, a taxa de transmissão de dados é reduzida à metade.

Para uma explicação visual, veja este vídeo do LoRa chirps.

Fatores de espalhamento mais baixos reduzem o alcance das transmissões LoRa, pois reduzem o ganho de processamento e aumentam a taxa de bits. A alteração do fator de espalhamento permite que a rede aumente ou diminua a taxa de dados para cada dispositivo final ao custo do alcance.

A rede também usa fatores de espalhamento para controlar o congestionamento. Os fatores de espalhamento são ortogonais, portanto, os sinais modulados com diferentes fatores de espalhamento e transmitidos no mesmo canal de frequência ao mesmo tempo não interferem entre si.

Influência do fator de espalhamento

A modulação LoRa tem um total de 6 fatores de espalhamento de SF7 a SF12. Os fatores de espalhamento influenciam a taxa de dados, o tempo no ar, a vida útil da bateria e a sensibilidade do receptor, conforme descrito aqui.

Taxa de dados

Comparado a um fator de espalhamento mais alto, um fator de espalhamento mais baixo fornece uma taxa de bits mais alta para uma largura de banda e taxa de codificação fixas. Por exemplo, SF7 oferece uma taxa de bits mais alta que SF12.

Dobrar a largura de banda também duplica a taxa de bits para um fator de espalhamento e taxa de codificação fixos.

A tabela a seguir apresenta taxas de bits calculadas com SF7 e Taxa de Codificação (CR) = 1 para larguras de banda de 125, 250 e 500 kHz.

Fator de espalhamento Largura de banda Taxa de daos (kbits/s)
7 125 5.5
7 250 10.9
7 500 21.9

Distância

Fatores de espalhamento maiores significam maior ganho de processamento e, portanto, um sinal modulado com um fator de espalhamento maior pode ser recebido com menos erros em comparação com um sinal com um fator de espalhamento menor e, portanto, percorrer uma distância maior. Por exemplo, um sinal modulado com SF12 pode percorrer uma distância maior do que um sinal modulado com SF7.

Tempo no ar

Comparado a um fator de espalhamento mais baixo, o envio de uma quantidade fixa de dados (carga útil) com um fator de espalhamento mais alto e uma largura de banda fixa precisa de mais tempo no ar.

A calculadora de tempo de antena LoRaWAN da Things Network pode ser usada para calcular o tempo no ar usando bytes de entrada (tamanho da carga útil), largura de banda e fator de propagação. A calculadora de tempo de antena LoRaWAN da TTN pode ser acessada aqui.

Sensibilidade do receptor

Fatores de espalhamento mais altos proporcionam maior sensibilidade do receptor. Normalmente, LoRa usa fatores de espalhamento mais altos quando o sinal é fraco.

A tabela a seguir mostra como os fatores de espalhamento afetam a sensibilidade do receptor.

Fator de espalhamento Sensibilidade do receptor – Lagura de banda fixa de 125 kHz
SF7 -123 dBm
SF8 -126 dBm
SF9 -129 dBm
SF10 -132 dBm
SF11 -134.5 dBm
SF12 -137 dBm

Vida útil da bateria

A vida útil da bateria de um dispositivo final depende muito do fator de espalhamento utilizado. Fatores de espalhamento mais altos resultam em tempos ativos mais longos para os transceptores de rádio e menor vida útil da bateria.

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À medida que os setores experimentam uma demanda crescente por soluções de conectividade industrial robustas e eficientes, há uma falta de informações abrangentes e de fácil acesso sobre switches industriais. Elaborado a partir da experiência prática no local, esse guia tem como objetivo ajudar as empresas e os profissionais a evitar erros dispendiosos associados à escolha dos switches industriais errados, o que poderia levar a interrupções operacionais, ineficiências ou aumento dos custos de manutenção.

 

O que é o switch de rede industrial?

Antes de mais nada, o que é um switch de rede? O switch de rede é o dispositivo que gerencia com eficiência o tráfego de dados na rede local, enquanto um hub simplesmente transmite dados para todos os dispositivos conectados (half-duplex) e um roteador direciona os dados entre redes diferentes. Os switches industriais são switches de rede especializados, projetados para desempenho robusto em ambientes exigentes, como instalações de fabricação, instalações externas e ambientes industriais. Diferentemente dos switches comerciais comuns, os switches de rede industriais são desenvolvidos para suportar condições adversas, incluindo variações de temperatura, vibrações e interferência eletromagnética. Esses switches geralmente apresentam materiais duráveis, mecanismos de resfriamento avançados e tipos de portas adicionais, que os torna adequados para diversos contextos operacionais. Ao compreender as características e as funcionalidades exclusivas dos switches industriais, as pessoas podem tomar decisões informadas ao selecionar o switch certo para suas necessidades específicas de setores como manufatura, energia, transporte e outros.

 

8 fatores a serem considerados na compra de switches industriais:

 Protocolo de camada (Layer) do switch industrial

As diferentes camadas do modelo OSI (Open Systems Interconnection) têm funções distintas. A confirmação do protocolo da camada garante que o switch seja adequado para a funcionalidade de rede pretendida, seja ela de conectividade básica (layer 2) ou envolvendo roteamento e tarefas complexas de rede (layer 3).

O switch de layer 2 opera na camada de link de dados do modelo OSI e é usado para transferir dados entre dispositivos na rede local. Os switches de layer 3 são responsáveis por facilitar a comunicação entre redes diferentes. Ele opera no nível de IP e se preocupa principalmente com o roteamento de pacotes de dados em várias redes para chegar ao destino pretendido.

Aqui reunimos alguns aplicativos comuns para diferentes setores:

 

Switches Industriais Layer 2 Switches Industriais Layer 3
Indústria 4.0 Conexão de dispositivos, sensores e atuadores de IoT em ambientes industriais.

 

Comunicação e controle de máquinas e sistemas automatizados.

Supervisão e gerenciamento remotos de processos e linhas de produção.

 

Implementação de redes Ethernet industriais para melhorar a eficiência e o monitoramento.

Transporte Sistemas de comunicação em transportes públicos e privados.

 

Conexão de câmeras de segurança e sistemas de vigilância por vídeo.

 

Controle de tráfego e sinalização inteligente.

 

Gerenciamento de rede para frotas de veículos e logística.

Usina de Energia Monitoramento e controle de redes de distribuição de energia.

 

Integração de medidores inteligentes e sistemas de gerenciamento de energia.

Comunicação entre dispositivos de geração e distribuição de energia.

 

Implementação de redes inteligentes para o gerenciamento eficiente de energia.

 

Velocidade da porta do switch industrial:

A escolha da velocidade adequada da porta do switch, seja ela 100 Mbps (Fast Ethernet), 1 Gbps (Gigabit Ethernet) ou 10 Gbps (10 Gigabit Ethernet), é fundamental para garantir a largura de banda ideal dos dados e atender aos requisitos específicos de suas operações. A decisão deve estar alinhada às suas necessidades de negócio, levando em conta o volume de tráfego de dados e as demandas de velocidade de seus aplicativos.

100 Mbps (Fast Ethernet): Adequado para necessidades básicas de rede com requisitos moderados de transferência de dados. Comumente usados em redes menores em que a transmissão de dados em alta velocidade não é o foco principal.

1 Gbps (Gigabit Ethernet): Oferece transferência de dados significativamente mais rápida em comparação com a Fast Ethernet. Ideal para empresas com demandas crescentes de dados, suportando atividades como transferências de arquivos, streaming de vídeo e processamento de dados em grande escala.

10 Gbps (10 Gigabit Ethernet): Voltada para ambientes de alto desempenho com tráfego substancial de dados. Mais adequado para grandes empresas ou setores com aplicativos exigentes, como edição de vídeo de alta definição ou processamento intensivo de dados.

Ao selecionar as portas do switch, é essencial avaliar as necessidades de dados atuais e futuras de sua rede. Essa consideração garante que a velocidade do switch escolhido possa lidar efetivamente com os requisitos de largura de banda de seus aplicativos comerciais, contribuindo para uma infraestrutura de rede eficiente e contínua.

A Alfacomp oferece várias séries de switches de 100 MB, 1 GB e 10 GB, e também há opções de velocidade de porta mista, suficientes para o seu projeto atual, considerando sempre uma largura de banda extra.

Quantidade de portas do switch industrial:

O número de portas disponíveis em seu switch de rede é essencial, pois determina o número de dispositivos que podem ser conectados a ele. Um switch de rede pode acomodar de 4 a 64 portas. Para escolher o switch que melhor atenda às suas necessidades, será necessário determinar quantos dispositivos serão conectados e se esse número poderá mudar a curto ou médio prazo.

Quantas portas são necessárias em um switch?

A Alfacomp oferece um portfólio crescente de produtos que variam de um switch industrial de 4 portas a um switch industrial de 52 portas.

Tipos de portas do switch industrial:

Ao falar sobre os tipos de portas de switches industriais, é essencial considerar mais do que apenas a ampla distinção entre portas de fibra e de cobre. Os fatores matizados incluem as características de design da fibra monomodo e multimodo, bem como os conectores, como LC, SC e ST.

A Alfacomp oferece diversas combinações de portas de switch possibilitando flexibilidade, incluindo portas totalmente de fibra, portas totalmente de cobre ou uma combinação de opções de fibra e cobre. Se estiver considerando portas de fibra, reserve um momento para se aprofundar nos tipos específicos de fibra e nas opções de conectores descritas abaixo.

Tipos de fibra:

Monomodo (SM): Ideal para transmissões de longa distância, a fibra monomodo usa um único sinal de luz e é adequada para redes industriais extensas que exigem alta largura de banda em distâncias longas.

Multimodo (MM): Adequada para conexões de curta distância em ambientes industriais, a fibra multimodo utiliza vários sinais de luz, oferecendo uma solução econômica para redes que cobrem distâncias moderadas.

Tipos de conectores:

Conector LC: Conhecido por seu design compacto, o LC (Lucent Connector) é o preferido para instalações de alta densidade. Seu mecanismo push-pull garante conexões seguras, tornando-o uma escolha popular em ambientes industriais em que a otimização do espaço é crucial.

Conector SC: Com um mecanismo de acoplamento de encaixe em formato quadrado, o SC (Subscriber Connector) oferece conexões estáveis. Seu design robusto o torna adequado para condições industriais adversas, garantindo um desempenho confiável.

Conector ST: Com um acoplamento no estilo baioneta, o conector ST (Straight Tip) é fácil de instalar e remover. Embora um pouco maiores que os conectores LC e SC, os conectores ST oferecem durabilidade, o que os torna adequados para aplicações industriais com disponibilidade moderada de espaço.

Switch industrial gerenciável x não gerenciável:

Os switches não gerenciados, por serem dispositivos plug-and-play, são ideais para configurações mais simples, em que a conectividade básica é a principal necessidade. Os switches industriais não gerenciados são fáceis de implantar e operar, o que os torna uma opção adequada para redes menores ou cenários em que uma configuração mínima é suficiente. Por outro lado, os switches gerenciados oferecem uma solução mais robusta para empresas com necessidades avançadas de rede. A capacidade de definir as configurações por meio de uma interface baseada na Web ou de uma interface de linha de comando (CLI) oferece maior controle sobre o desempenho, a segurança e a otimização da rede. Os switches gerenciados são a opção preferida quando se trata de implementações em grande escala, arquiteturas de rede complexas ou projetos que exigem configurações específicas, função de anel redundante, LANs virtuais (VLANs), QoS (Qualidade de Serviço) e outros recursos avançados. Em última análise, a decisão entre switches não gerenciados e gerenciados depende da escala, da complexidade e dos requisitos de personalização de seu ambiente de rede.

A Alfacomp oferece uma ampla gama de switches industriais não gerenciados e switches industriais gerenciáveis que suportam recursos avançados e software de gerenciamento fácil de usar.

Switch Industrial PoE vs. Não-PoE:

O Power over Ethernet (PoE) usa cabos de rede existentes para alimentar dispositivos conectados, como telefones VoIP, pontos de acesso sem fio e câmeras de vigilância. Se você precisar dessa funcionalidade, procure um switch que suporte PoE. Um switch não PoE, como o nome sugere, não pode transmitir/fornecer energia para os dispositivos. Todos os dispositivos que conectamos a um switch não PoE também devem ter uma fonte de alimentação separada. Portanto, faça uma avaliação para saber se você precisa da capacidade de alimentar dispositivos antes de comprar. Se a resposta for “sim”, verifique se a potência por porta (em watts) e a capacidade total de potência das portas PoE atendem às necessidades dos seus dispositivos eletrônicos.

Opções de montagem com base no ambiente industrial:

Os switches Ethernet industriais geralmente vêm em três opções de instalação, ou seja, montagem em rack, montagem em trilho DIN e opção embutida. Ao escolher o tipo certo de montagem, ele pode proporcionar a facilidade de uso e a acessibilidade adequadas às necessidades de sua aplicação.

Os switches de montagem em rack são ideais quando se deseja integrá-los a uma sala de servidores nova ou existente ou a um rack de equipamentos padrão de 19 polegadas, para uma configuração de rede mais organizada e centralizada. Os switches incorporados atendem a aplicações em que a integração perfeita em máquinas ou equipamentos é fundamental. Isso os torna ideais para sistemas de automação e mineração subterrânea, onde o espaço é escasso. A opção de montagem em trilho DIN aumenta ainda mais sua adaptabilidade, permitindo uma instalação rápida e direta, segura e eficiente em ambientes industriais, como painéis de controle e gabinetes.

A Alfacomp oferece uma variedade de switches com opções de montagem distintas, facilmente identificadas pelo segundo dígito no nome do produto. Por exemplo, 0 indica um switch de montagem em rack, 1 significa um switch embutido e 2 representa um switch de trilho din.

Alimentação dos Switches Industriais:

Os switches industriais geralmente adotam a entrada de tensão ampla, o que aumenta a durabilidade do dispositivo e reduz o risco de danos causados por fontes de energia instáveis. Eles também são fornecidos com design de interruptor de potência única e de potência dupla. A escolha entre um switch industrial de alimentação única ou dupla depende da importância da confiabilidade da sua rede e do nível de redundância necessário.

Um switch industrial de alimentação única é adequado para aplicações de missão menos crítica ou cenários em que a redundância não é uma prioridade máxima. Em situações em que o tempo de inatividade ocasional é aceitável e a eficiência de custo é crucial, uma configuração de alimentação única pode ser suficiente. Por outro lado, para ambientes de missão crítica que exigem operação contínua e tempo de inatividade mínimo, um switch industrial de alimentação dupla é a opção preferida. Os switches de alimentação dupla oferecem redundância de fonte de alimentação, garantindo uma operação ininterrupta mesmo se uma fonte de alimentação falhar. Essa configuração aumenta a confiabilidade e a disponibilidade da rede, tornando-a uma opção crucial para aplicações em que a conectividade consistente é fundamental.

A Alfacomp possui fontes que atendem a norma EMC EN55022 (A), confira nosso portfólio de fontes clicando aqui.

Conclusão

A forma para você escolher dependerá da aplicação do switch. Para decidir qual switch de industrial escolher, avalie cuidadosamente as necessidades de confiabilidade de sua rede para tomar uma decisão informada com base em seus requisitos específicos.

A Alfacomp oferece um portfólio crescente de produtos que vão desde o switch industrial de 4 portas até o switch industrial de 52 portas, switch não gerenciado e switch gerenciado, switches poe.

Fale conosco, estamos à disposição para ajuda-los no seu projeto!

 

Observe, pense e solucione. 

 

 

Referência: https://www.maiwe.com/blog/how-to-choose-industrial-switch.html

Bem-vindo ao nosso tutorial sobre como ler o CLP no Haiwell Happy!

Se você está pronto para dominar a arte de ler e interpretar dados do CLP Haiwell Happy, este guia é para você. Vamos explorar passo a passo como acessar e compreender as informações cruciais para otimizar sua automação.

 

O que você vai aprender:

  • Configuração inicial no software Haiwell Happy
  • Métodos para acessar dados do CLP
  • Interpretação e análise dos dados lidos
  • Aplicações práticas para melhorar sua automação

 

Recursos mencionados:

Haiwell Happy: A plataforma intuitiva para programação e monitoramento de CLPs; Guias de referência rápida Haiwell Happy: Dicas e truques para iniciantes e usuários avançados;

 

Pré-requisitos:

Software Haiwell Happy instalado em seu computador; Conhecimento básico de programação de CLP;

 

 

Não se esqueça de:

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Seja bem-vindo ao nosso tutorial completo sobre como integrar uma Interface Homem-Máquina (IHM) na nuvem usando a plataforma Haiwell Cloud! Se você é usuário dos produtos Haiwell e deseja levar sua automação para o próximo nível, este vídeo é para você.

O que você aprenderá:

  • Configuração inicial na Haiwell Cloud
  • Passos detalhados para conectar sua IHM à nuvem
  • Gerenciamento remoto de dispositivos Haiwell

Recursos mencionados: –

  • Haiwell Cloud: Sua ponte para a automação inteligente
  • Passo a passo com a IHM Haiwell: Conectando-se à nuvem em minutos

Pré-requisitos:

  • Dispositivos Haiwell compatíveis
  • Acesso à Haiwell Cloud (certifique-se de ter uma conta configurada)

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Veja como funciona a ativação dos dispositivos finais LoRaWAN

Cada dispositivo final (end device) deve ser registrado em uma rede antes de enviar e receber mensagens. Este procedimento é conhecido como ativação. Existem dois métodos de ativação disponíveis:

  • Ativação Over-The-Air (OTAA) – é o método de ativação mais seguro e recomendado para dispositivos finais. Os dispositivos realizam um procedimento de adesão à rede, durante o qual um endereço de dispositivo dinâmico é atribuído e chaves de segurança são negociadas com o dispositivo.
  • Ativação por personalização (ABP) – requer codificação do endereço do dispositivo, bem como das chaves de segurança no dispositivo. O ABP é menos seguro que o OTAA e também tem a desvantagem de que os dispositivos não podem trocar de provedor de rede sem alterar manualmente as chaves no dispositivo.

O procedimento de adesão para LoRaWAN 1.0.x e 1.1 é um pouco diferente. As duas seções a seguir descrevem o procedimento de adesão para LoRaWAN 1.0.x e 1.1 separadamente.

Ativação Over The Air em LoRaWAN 1.0.x

No LoRaWAN 1.0.x, o procedimento de adesão requer a troca de duas mensagens MAC entre o dispositivo final e o servidor de rede:

  • Solicitação de adesão (Join-request) – do dispositivo final para o servidor de rede;
  • Aceite de adesão (Join-accept)  – do servidor de rede ao dispositivo final.

Antes da ativação, o AppEUI, DevEUI e AppKey devem ser armazenados no dispositivo final. A AppKey é uma chave secreta AES de 128 bits conhecida como chave raiz. A mesma AppKey deve ser provisionada na rede onde o dispositivo final será registrado. O AppEUI e o DevEUI não são secretos e são visíveis para todos.

Observação: O AppKey nunca é enviado pela rede. As etapas a seguir descrevem o procedimento de ativação Over-The-Air (OTAA).

LoraWan - End device Activation 1

Passo 1

O procedimento de adesão é sempre iniciado pelo dispositivo final. O dispositivo final envia a mensagem de solicitação de adesão para a rede à qual será ingressado. A mensagem de solicitação de adesão consiste nos seguintes campos.

(AppEUI 8 bytes) (DevEUI 8 bytes) (DevNonce 2 bytes)

  • AppEUI – identificador de aplicativo globalmente exclusivo de 64 bits no espaço de endereço IEEE EUI64 que identifica exclusivamente a entidade capaz de processar a solicitação Join-req.
  • DevEUI – identificador de dispositivo globalmente exclusivo de 64 bits no espaço de endereço IEEE EUI64 que identifica exclusivamente o dispositivo final.
  • DevNonce – valor único e aleatório de 2 bytes gerado pelo dispositivo final. O Network Server usa o DevNonce de cada dispositivo final para controlar suas solicitações de adesão. Se um dispositivo final enviar uma solicitação de ingresso com um DevNonce usado anteriormente (essa situação é conhecida como ataque de repetição), o servidor de rede rejeitará a solicitação de ingresso e não permitirá que esse dispositivo final se registre na rede.

O Código de Integridade da Mensagem (MIC) é calculado em todos os campos da mensagem de solicitação de adesão usando o AppKey. O MIC calculado é então adicionado à mensagem de solicitação de adesão.

Observação: O AppKey não é enviado com a mensagem de solicitação de adesão e a mensagem de solicitação de adesão não é criptografada.

A mensagem de solicitação de adesão pode ser transmitida usando qualquer taxa de dados e usando um dos canais de adesão específicos da região. Por exemplo, na Europa, um dispositivo final pode transmitir a mensagem de solicitação de adesão escolhendo aleatoriamente entre 868,10 MHz, 868,30 MHz ou 868,50 MHz. A mensagem de solicitação de adesão passa por um ou mais gateways até o Network Server.

Passo 2

O Network Server processa a mensagem de solicitação de adesão. O Network Server gerará duas chaves de sessão (NwkSKey e AppSKey) e a mensagem Join-accept se o dispositivo final tiver permissão para ingressar em uma rede.

A mensagem Join-accept consiste nos seguintes campos:

(AppNonce 3 bytes) (NetID 3 bytes) (DevAddr 4 bytes) (DLSettings 1 byte) (RXDelay 1 byte) (CFList 16 bytes (opcional))

  • AppNonce – um valor aleatório ou ID exclusivo fornecido pelo Network Server. O AppNonce é usado pelo dispositivo final para derivar as duas chaves de sessão, AppSKey e NwkSKey.
  • NetID – consiste no identificador de rede (NwkID), os 7 bits mais significativos.
  • DevAddr – um endereço de dispositivo de 32 bits atribuído pelo Network Server para identificar o dispositivo final na rede atual.
  • DLSettings – um campo de 1 byte que consiste em configurações de downlink que o dispositivo final deve usar.
  • RxDelay – contém o atraso entre TX e RX.
  • CFList – uma lista opcional de frequências de canal para a rede à qual o dispositivo final está ingressando. Essas frequências são específicas da região.

O Código de Integridade da Mensagem (MIC) é calculado em todos os campos da mensagem Join-accept usando o AppKey.

O MIC calculado é então adicionado à mensagem Join-accept. A própria mensagem Join-accept é então criptografada com o AppKey. O Network Server usa uma operação de descriptografia AES no modo ECB para criptografar a mensagem Join-accept.

Passo 3

O Network Server envia a mensagem criptografada de aceitação de adesão de volta ao dispositivo final como um downlink normal.

Observação: Nenhuma resposta será dada ao dispositivo final se a mensagem de solicitação de adesão não for aceita pelo Network Server.

Passo 4

O Network Server mantém o NwkSKey e distribui o AppSKey para o Application Server

Passo 5

O dispositivo final decodifica a mensagem Join-accept usando a operação de criptografia AES. O dispositivo final usa AppKey e AppNonce para derivar as duas chaves de sessão, a chave de sessão de rede (NwkSKey) e a chave de sessão de aplicativo (AppSKey).

O dispositivo final agora está ativado na rede.

Após a ativação, as seguintes informações adicionais são armazenadas no dispositivo final.

  • DevAddr – um endereço de dispositivo de 32 bits atribuído pelo Network Server para identificar o dispositivo final na rede atual.
  • NwkSKey – a chave de sessão de rede é usada pelo dispositivo final e pelo servidor de rede para calcular e verificar o código de integridade da mensagem (MIC) de todas as mensagens de dados para garantir a integridade da mensagem. O NwkSKey também é usado para criptografar e descriptografar cargas úteis com comandos MAC.
  • AppSKey – a chave de sessão do aplicativo é usada para criptografar e descriptografar cargas úteis do aplicativo em mensagens de dados para garantir a confidencialidade da mensagem.

Ativação Over-The-Air em LoRaWAN 1.1

No LoRaWAN 1.0.x, o procedimento de adesão requer que duas mensagens MAC sejam trocadas entre o dispositivo final e o servidor de junção:

  • Solicitação de adesão (Join-request) – do dispositivo final para o servidor de rede;
  • Aceite de adesão (Join-accept) – do servidor de rede ao dispositivo final.

Antes da ativação, JoinEUI, DevEUI, AppKey e NwkKey devem ser armazenados no dispositivo final. O AppKey e o NwkKey são chaves secretas AES de 128 bits conhecidas como chaves raiz. O AppKey, NwkKey e DevEUI correspondentes devem ser provisionados no Join Server que ajudará no processamento do procedimento de junção e na derivação da chave de sessão. O JoinEUI e o DevEUI não são secretos e são visíveis para todos.

Observação: O AppKey e o NwkKey nunca são enviados pela rede. As etapas a seguir descrevem o procedimento de ativação Over-The-Air (OTAA).

LoraWan - End device Activation 2

Passo 1

O procedimento de adesão é sempre iniciado pelo dispositivo final. O dispositivo final envia a mensagem de solicitação de adesão para a rede à qual será ingressado. A mensagem de solicitação de adesão consiste nos seguintes campos.

(EUI 8 bytes) (DevEUI 8 bytes) (DevNonce 2 bytes)

  • JoinEUI – identificador global de aplicação de 64 bits no espaço de endereço IEEE EUI64 que identifica exclusivamente o servidor de adesão que pode auxiliar no processamento da solicitação de adesão e na derivação das chaves de sessão.
  • DevEUI – identificador global de aplicação de 64 bits no espaço de endereço IEEE EUI64 que identifica exclusivamente o dispositivo final.
  • DevNonce – contador de 2 bytes, começando em 0 quando o dispositivo é inicialmente ligado e incrementado a cada solicitação de ingresso. O valor DevNonce é usado para evitar ataques de repetição (retentativas).

Observação: No LoRaWAN 1.1 AppEUI é substituído pelo JoinEUI.

O MIC é calculado em todos os campos da mensagem de solicitação de adesão usando NwkKey. O MIC calculado é então adicionado à mensagem de solicitação de adesão.

Observação: O NwkKey não é enviado com a mensagem de solicitação de adesão, e a mensagem de solicitação de adesão não é criptografada, mas enviada como texto simples.

A mensagem de solicitação de adesão pode ser transmitida usando qualquer taxa de dados e usando um dos canais de adesão específicos da região. Por exemplo, na Europa, um dispositivo final pode transmitir a mensagem de solicitação de adesão escolhendo aleatoriamente entre 868,10 MHz, 868,30 MHz ou 868,50 MHz. A mensagem de solicitação de adesão passa por um ou mais gateways até o servidor de rede.

Observação: Nenhuma resposta será dada ao dispositivo final se a solicitação de adesão não for aceita.

Passo 2

O Network Server encaminha a mensagem de solicitação de ingresso para o servidor de ingresso correspondente.

Passo 3

O servidor de adesão processa a mensagem de solicitação de ingresso. O servidor de adesão gerará todas as chaves de sessão (AppSKey, FNwkSIntKey, SNwkSIntKey e NwkSEncKey) se o dispositivo final tiver permissão para ingressar na rede.

Passo 4

Se a etapa acima for bem-sucedida, o servidor de adesão gera a mensagem Join-accept. A mensagem Join-accept consiste nos seguintes campos.

(JoinNonce 1 byte) (NetID 3 bytes) (DevAddr 4 bytes) (DLSettings 1 byte) (RXDelay 1 byte) (CFList 16 bytes)     

  • JoinNonce – valor de contador específico do dispositivo fornecido pelo servidor de adesão e usado pelo dispositivo final para derivar as chaves de sessão, FNwkSIntKey, SNwkSIntKey, NwkSEncKey e AppSKey.
  • NetID – identificador de rede exclusivo de 24 bits.
  • DevAddr – endereço de dispositivo de 32 bits atribuído pelo servidor de rede para identificar o dispositivo final na rede atual.
  • DLSettings – campo de 1 byte que consiste em configurações de downlink que o dispositivo final deve usar.
  • RxDelay – contém atraso entre TX e RX
  • CFList – lista opcional de frequências de canal para a rede na qual o dispositivo final está ingressando. Essas frequências são específicas da região.

O código de integridade da mensagem (MIC) é calculado em todos os campos da mensagem Join-accept usando NwkKey (para dispositivos LoRaWAN 1.0) ou JSIntKey (para dispositivos LoRaWAN 1.1). O MIC calculado é então adicionado à mensagem Join-accept.

A mensagem Join-accept é então criptografada com o NwkKey. O servidor de rede usa uma operação de descriptografia AES no modo ECB para criptografar a mensagem join-accept.

A mensagem Join-accept é criptografada com NwkKey (se acionada pela solicitação Join) ou JSEncKey (se acionada pela solicitação Rejoin).

Em seguida, o servidor de rede envia a mensagem criptografada de aceitação de adesão de volta ao dispositivo final como um downlink normal.

Observação: Nenhuma resposta será dada ao dispositivo final se a mensagem de solicitação de adesão não for aceita pelo Network Server.

Passo 5

O servidor de adesão envia o AppSKey para o servidor de aplicação e as três chaves de sessão de rede (FNwkSIntKey, SNwkSIntKey e NwkSEncKey) para o servidor de rede.

Passo 6

O dispositivo final descriptografa a mensagem Join-accept usando a operação de criptografia AES. O dispositivo final usa AppKey, NwkKey e JoinNonce para gerar chaves de sessão.

Para dispositivos LoRaWAN 1.0.x:

  • AppSKey é derivado do NwkKey.
  • FNwkSIntKey, SNwkSIntKey e NwkSEncKey são derivados de NwkKey.

Para dispositivos LoRaWAN 1.1:

  • AppSKey é derivado de AppKey.
  • FNwkSIntKey, SNwkSIntKey e NwkSEncKey são derivados de NwkKey.

O dispositivo final agora está ativado na rede. Após a ativação, as seguintes informações adicionais são armazenadas no dispositivo final.

  • DevAddr – endereço de dispositivo de 32 bits atribuído pelo servidor de rede para identificar o dispositivo final na rede atual.
  • FNwkSIntKey – chave de sessão de rede usada pelo dispositivo final para calcular o MIC (parcialmente) de todas as mensagens de dados de uplink para garantir a integridade da mensagem.
  • SNwkSIntKey – chave de sessão de rede que é usada pelo dispositivo final para calcular o MIC (parcialmente) de todas as mensagens de dados de uplink e calcular o MIC de todas as mensagens de dados de downlink para garantir a integridade da mensagem.
  • NwkSEncKey – chave de sessão de rede usada para criptografar e descriptografar as cargas úteis com comandos MAC das mensagens de dados de uplink e downlink para garantir a confidencialidade da mensagem.
  • AppSKey – chave de sessão usada pelo servidor de aplicativos e pelo dispositivo final para criptografar e descriptografar os dados do aplicativo nas mensagens de dados para garantir a confidencialidade da mensagem.

Ativação por personalização

A ativação por personalização (ABP) vincula diretamente um dispositivo final a uma rede pré-selecionada, ignorando o procedimento de ativação over-the-air. A ativação por personalização é o método de ativação menos seguro e também tem a desvantagem de que os dispositivos não podem trocar de provedor de rede sem alterar manualmente as chaves no dispositivo. Um servidor de adesão não está envolvido no processo ABP.

Um dispositivo final ativado usando o método ABP só pode funcionar com uma única rede e mantém a mesma sessão de segurança durante toda a sua vida útil.

Ativação por personalização em LoRaWAN 1.0.x

O DevAddr e as duas chaves de sessão NwkSKey e AppSKey são armazenadas diretamente no dispositivo final em vez de DevEUI, AppEUI e AppKey. Cada dispositivo final deve ter um conjunto exclusivo de NwkSKey e AppSkey. O mesmo DevAddr e NwkSKey devem ser armazenados no servidor de rede e o AppSKey deve ser armazenado no servidor de aplicação.

LoraWan - End device Activation 3

Ativação por personalização em LoRaWAN 1.1

O DevAddr e as chaves de quatro sessões FNwkSIntKey, SNwkSIntKey, NwkSEncKey e AppSKey são armazenados diretamente no dispositivo final em vez de DevEUI, JoinEUI, AppKey e NwkKey. Os mesmos DevAddr, FNwkSIntKey, SNwkSIntKey e NwkSEncKey devem ser armazenados no servidor de rede e AppSKey devem ser armazenados no Application Server.

LoraWan - End device Activation 4

 

Artigo original: https://www.thethingsnetwork.org/docs/lorawan/end-device-activation/

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O padrão LoRaWAN define três tipos de dispositivos: Classe A, Classe B e Classe C. Todos os dispositivos LoRaWAN devem implementar Classe A, enquanto Classe B e Classe C são extensões da especificação de dispositivos Classe A. Todas as classes de dispositivos suportam comunicação bidirecional (uplink e downlink). Durante atualizações de firmware over-the-air (FUOTA), um dispositivo deve ser alterado para Classe B ou Classe C.

Observação: Os dispositivos finais não podem enviar mensagens de uplink enquanto recebem mensagens de downlink.

Classe A

Todos os dispositivos finais LoRaWAN devem suportar implementação de Classe A. Um dispositivo Classe A pode enviar uma mensagem de uplink a qualquer momento. Assim que a transmissão de uplink for concluída, o dispositivo abre duas janelas curtas de recebimento para receber mensagens de downlink da rede. Existe um atraso entre o final da transmissão do uplink e o início de cada janela de recepção, conhecido como RX1 Delay e RX2 Delay, respectivamente. Se o servidor de rede não responder durante estas duas janelas de recepção, o próximo downlink será agendado imediatamente após a próxima transmissão de uplink.

LoRaWan Classes

O servidor de rede pode responder durante a primeira janela de recebimento (RX1) ou a segunda janela de recebimento (RX2), mas não usa ambas as janelas. Vamos considerar três situações para mensagens de downlink conforme ilustrado abaixo.

LoRaWan Classes

  • O dispositivo final abre ambas as janelas de recebimento, mas não recebe uma mensagem de downlink durante nenhuma das janelas de recebimento.
  • O dispositivo final recebe um downlink durante a primeira janela de recepção e, portanto, não abre a segunda janela de recepção.
  • O dispositivo final abre a primeira janela de recebimento, mas não recebe um downlink. Portanto, ele abre a segunda janela de recebimento e recebe um downlink durante a segunda janela de recebimento.

Os dispositivos finais Classe A têm um consumo de energia muito baixo. Portanto, eles podem operar com bateria. Eles passam a maior parte do tempo em modo de suspensão e geralmente têm longos intervalos entre uplinks. Além disso, os dispositivos Classe A têm alta latência de downlink, pois exigem o envio de um uplink para receber um downlink.

A seguir estão algumas aplicações  para dispositivos finais Classe A:

  • Monitoramento ambiental;
  • Rastreamento de animais;
  • Detecção de incêndio florestal;
  • Detecção de vazamento de água;
  • Estacionamento inteligente;
  • Rastreamento de ativo;
  • Gestão de resíduos.

Classe B

Os dispositivos Classe B estendem os recursos da Classe A abrindo periodicamente janelas de recebimento chamadas slots de ping para receber mensagens de downlink. A rede transmite periodicamente um beacon sincronizado no tempo (unicast e multicast) através dos gateways, que é recebido pelos dispositivos finais. Esses beacons fornecem uma referência de tempo para os dispositivos finais, permitindo-lhes alinhar seus relógios internos com a rede. Isso permite que o servidor de rede saiba quando enviar um downlink para um dispositivo específico ou grupo de dispositivos. O tempo entre dois beacons é conhecido como período de beacon.

Após um uplink, as duas janelas de recepção curtas, RX1 e RX2, serão abertas de forma semelhante aos dispositivos Classe A.

LoRaWan Classes

Os dispositivos finais de Classe B têm baixa latência para downlinks em comparação com os dispositivos finais de Classe A porque abrem slots de ping periodicamente. No entanto, eles têm uma latência muito maior que os dispositivos finais Classe C. Os dispositivos de classe B geralmente são alimentados por bateria. A duração da bateria é menor na Classe B em comparação com a Classe A porque os dispositivos passam mais tempo no modo ativo devido ao recebimento de beacons e aos slots de ping abertos. Devido à baixa latência para downlinks, o modo Classe B pode ser usado em dispositivos de aplicação crítica média, como medidores de concessionárias.

A seguir estão algumas aplicações para dispositivos finais Classe B:

  • Medidores de serviços públicos (eletricidade, água, gás, etc.);
  • Iluminação pública.

Os dispositivos Classe B também podem operar no modo Classe A.

Classe C

Os dispositivos Classe C estendem os recursos da Classe A, mantendo as janelas de recepção abertas, a menos que transmitam um uplink, conforme mostrado na figura abaixo. Portanto, os dispositivos Classe C podem receber mensagens de downlink quase a qualquer momento, tendo assim uma latência muito baixa para downlinks. Essas mensagens de downlink podem ser usadas para ativar certas funções de um dispositivo, como reduzir o brilho de uma luz pública ou ligar a válvula de corte de um hidrômetro.

Os dispositivos Classe C abrem duas janelas de recepção, RX1 e RX2, semelhantes à Classe A. No entanto, a janela de recepção RX2 permanece aberta até a próxima transmissão de uplink. Depois que o dispositivo envia um uplink, uma janela curta de recebimento RX2 é aberta, seguida por uma janela curta de recebimento RX1 e, em seguida, a janela contínua de recebimento RX2 é aberta. Esta janela de recebimento do RX2 permanece aberta até que o próximo uplink seja agendado. Os uplinks são enviados quando não há nenhum downlink em andamento.

LoRaWan Classes

Comparados aos dispositivos Classe A e Classe B, os dispositivos Classe C têm a latência mais baixa. Porém, eles consomem mais energia devido à necessidade de abertura de slots de recepção contínua. Como resultado, estes dispositivos não podem ser operados com baterias por muito tempo, necessitando serem alimentados pela rede elétrica.

A seguir estão alguns dos casos de uso para dispositivos finais Classe C:

  • Medidores de serviços públicos (eletricidade, água, gás, etc.);
  • Iluminação pública;
  • Faróis de navegação;
  • Alarmes.

Os dispositivos Classe C também podem operar no modo Classe A.

Artigo original: https://www.thethingsnetwork.org/docs/lorawan/classes/

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Neste post, você aprenderá sobre os diferentes tipos de mensagens usados ​​no LoRaWAN 1.0.x e 1.1. Esses tipos de mensagens são usados ​​para transportar comandos MAC e dados de aplicativos. O exame de certificação Things Fundamentals espera que você tenha conhecimento básico sobre os seguintes tópicos em relação aos tipos de mensagens:

  • Mensagens de uplink e downlink;
  • Tipos de mensagens MAC e seus usos;
  • Envio de comandos MAC no campo FOpts;
  • Envio de comandos MAC e dados de aplicação no campo FRMPayload;
  • Chaves usadas para criptografar cada campo que carrega comandos MAC e dados de aplicativos;
  • Chaves usadas para calcular o Código de Integridade da Mensagem (MIC) de cada mensagem.

Mensagens de uplink e downlink

As mensagens LoRa podem ser divididas em mensagens de uplink e downlink com base na direção em que viajam.

Mensagens de uplink 

As mensagens de uplink são enviadas por dispositivos finais para o Network Server retransmitidas por um ou mais gateways. Se a mensagem de uplink pertencer ao Application Server ou ao Join Server, o servidor da rede a encaminhará para o receptor correto.

Mensagens de downlink

Cada mensagem de downlink é enviada pelo Network Server para apenas um dispositivo final e retransmitida por um único gateway. Isso inclui algumas mensagens iniciadas pelo Application Server e pelo Join Server também.

Tipos de mensagens MAC

LoRaWAN define vários tipos de mensagens MAC. A tabela a seguir apresenta os tipos de mensagens MAC que podem ser encontrados no LoRaWAN 1.0.x e 1.1.

LoRaWAN 1.0.x LoRaWAN 1.1 Description
Join-request Join-request An uplink message, used by the over-the-air activation (OTAA) procedure
Join-accept Join-accept A downlink message, used by the over-the-air activation (OTAA) procedure
Unconfirmed Data Up Unconfirmed Data Up An uplink data frame, confirmation is not required
Unconfirmed Data Down Unconfirmed Data Down A downlink data frame, confirmation is not required
Confirmed Data Up Confirmed Data Up An uplink data frame, confirmation is requested
Confirmed Data Down Confirmed Data Down A downlink data frame, confirmation is requested
RFU Rejoin-request 1.0.x – Reserved for Future Usage1.1 – Uplink over-the-air activation (OTAA) Rejoin-request
Proprietary Proprietary Used to implement non-standard message formats

Mensagens de solicitação de adesão, solicitação de reingresso e aceitação de adesão

No LoRaWAN 1.0.x, dois tipos de mensagens MAC são usados ​​pelo procedimento Over-The-Air-Activation (OTAA):

  • Solicitação de adesão Join-request
  • Aceite Join-accept

No LoRaWAN 1.1, três tipos de mensagens MAC são usados ​​pelo procedimento Over-The-Air-Activation (OTAA) e para fins de roaming:

  • Solicitação de adesão Join-request
  • Aceite Join-accept
  • Solicitação de reingresso Rejoin-request

Solicitação de adesão

A mensagem de solicitação de adesão é sempre iniciada por um dispositivo final e enviada ao Network Server. Nas versões LoRaWAN anteriores a 1.0.4, a mensagem de solicitação de adesão é encaminhada pelo Network Server para o Application Server. No LoRaWAN 1.1 e 1.0.4+, o Network Server encaminha a mensagem de solicitação de ingresso para o servidor de ingresso do dispositivo. A mensagem de solicitação de adesão não é criptografada.

Aceite de adesão

Nas versões LoRaWAN anteriores a 1.0.4, a mensagem Join-accept é gerada pelo Application Server. No LoRaWAN 1.1 e 1.0.4+ a mensagem Join-accept é gerada pelo Join Server. Em ambos os casos a mensagem passa pelo Network Server. Em seguida, o Network Server encaminha a mensagem Join-accept para o dispositivo final correto. A mensagem Join-accept é criptografada da seguinte maneira.

  • No LoRaWAN 1.0, a mensagem Join-accept é criptografada com AppKey.
  • No LoRaWAN 1.1, a mensagem Join-accept é criptografada com chaves diferentes, conforme mostrado na tabela abaixo.
If triggered by Encryption Key
Join-request NwkKey
Rejoin-request type 0, 1, and 2 JSEncKey

Solicitação de reingresso

A mensagem de solicitação de reingresso é sempre iniciada por um dispositivo final e enviada ao Network Server. Existem três tipos de mensagens de solicitação de reingresso: Tipo 0, 1 e 2. Esses tipos de mensagens são usados ​​para inicializar o novo contexto de sessão para o dispositivo final. Para a mensagem de solicitação de reingresso, a rede responde com uma mensagem de aceitação de ingresso.

Mensagens de dados

Existem 4 tipos de mensagens de dados usados ​​​​no LoRaWAN 1.0.x e 1.1. Esses tipos de mensagens de dados são usados ​​para transportar comandos MAC e dados de aplicativos que podem ser combinados em uma única mensagem. As mensagens de dados podem ser confirmadas ou não confirmadas. As mensagens de dados confirmadas devem ser reconhecidas pelo receptor, enquanto as mensagens de dados não confirmadas não precisam ser reconhecidas pelo receptor.

Uma mensagem de dados é construída conforme mostrado abaixo:

LoRWAN mensagem de dados

A carga útil MAC das mensagens de dados consiste em um cabeçalho (FHDR) seguido por um campo opcional de porta (FPort) e uma carga útil de opcional (FRMPayload).

7 to 22 bytes 0 to 1 byte 0 to N bytes
FHDR FPort FRMPayload

O cabeçalho (FHDR) da carga útil MAC consiste dos seguintes campos:

4 bytes 1 byte 2 bytes 0 to 15 bytes
DevAddr FCtrl FCnt FOpts

O comprimento máximo do campo MAC Payload é específico da região e da taxa de dados e pode ser encontrado no post sobre Parâmetros Regionais.

Envio de comandos MAC e dados específicos do aplicativo

Uma mensagem de dados pode conter qualquer sequência de comandos MAC. Uma mensagem de dados pode transportar comandos MAC e dados de aplicação simultaneamente em campos separados. Os comandos MAC podem ser enviados no campo (FOpts) ou no campo de carga útil (FRMPayload) de uma mensagem de dados, mas não ambos simultaneamente. Os dados do aplicativo podem ser enviados no campo de carga útil (FRMPayload) de uma mensagem de dados. O campo FRMPayload NÃO PODE conter comandos MAC e dados de aplicativos simultaneamente.

Enviando comandos MAC no campo FOpts

Os comandos MAC podem ser incluídos no campo FOpts de uma mensagem de dados para envio. O comprimento total dos comandos MAC NÃO DEVE exceder 15 bytes.

  • No LoRaWAN 1.0.x, esses comandos MAC acoplados são sempre enviados sem criptografia;
  • No LoRaWAN 1.1, esses comandos MAC acoplados são sempre enviados criptografados usando o NwkSEncKey.

Envio de comandos MAC e dados específicos do aplicativo no campo FRMPayload

O campo FRMPayload pode conter comandos MAC ou dados de aplicativos. Se o campo FRMPayload não estiver vazio, o campo FPort deverá estar presente. Se o campo FPort estiver presente, então:

  • O valor FPort=0 indica que o campo FRMPayload contém apenas comandos MAC. O comprimento total dos comandos MAC NÃO DEVE exceder o comprimento máximo do FRMPayload (específico da região);
  • O valor FPort=1 a 223 indica que o campo FRMPayload contém dados do aplicativo.

A tabela a seguir mostra os valores possíveis para o campo FPort dependendo do que ele carrega.

FPort Value Description
0 MAC commands only
1 to 223 Application-specific data
224 LoRaWAN MAC layer test protocol
255 Reserved for Future Use (RFU)

Se o campo FRMPaylod contiver comandos MAC ou dados de aplicativo, o campo FRMPayload deverá ser criptografado antes que o Código de Integridade da Mensagem (MIC) seja calculado. Isso garante a confidencialidade da mensagem. A tabela a seguir mostra qual chave é usada para criptografar o campo FRMPayload em diferentes versões LoRaWAN.

FRMPayload Direction FPort 1.0.x 1.1
MAC Commands Uplink/Downlink 0 NwkSKey NwkSEncKey
Application-specific data Uplink/Downlink 1 to 223 AppSKey AppSKey

Calculando o Código de Integridade da Mensagem (MIC)

O Código de Integridade da Mensagem (MIC) garante a integridade e autenticidade de uma mensagem. O código de integridade da mensagem é calculado em todos os campos da mensagem e depois adicionado à própria mensagem. A lista a seguir mostra quais campos são usados ​​para calcular o MIC para cada tipo de mensagem no LoRaWAN 1.0.x e 1.1.

LoRaWAN version Message Type Fields
1.0.x Join-request MHDR | AppEUI | DevEUI | DevNonce
1.0.x Join-accept MHDR | AppNonce | NetID | DevAddr | DLSettings | RxDelay | CFList
1.0.x Data messages (up and down) MHDR | FHDR | FPort | FRMPayload
1.1 Join-request MHDR | JoinEUI | DevEUI | DevNonce
1.1 Join-accept MHDR | JoinNonce | NetID | DevAddr | DLSettings | RxDelay | CFList
1.1 Rejoin-request Type 0 and 2 MHDR | Rejoin Type | NetID | DevEUI | RJcount0
1.1 Rejoin-request Type 1 MHDR | Rejoin Type | JoinEUI | DevEUI | RJcount1
1.1 Data messages (up and down) MHDR | FHDR | FPort | FRMPayload

A tabela a seguir apresenta qual chave é usada para calcular o MIC de cada tipo de mensagem no LoRaWAN 1.0.x e 1.1.

LoRaWAN version Message Type Key
1.0.x Join-request AppKey
1.0.x Join-accept AppKey
1.0.x Uplink data message NwkSKey
1.0.x Downlink data messages NwkSKey
1.1 Join-request NwkKey
1.1 Join-accept JSIntKey
1.1 Rejoin-request Type 0 and 2 SNwkSIntKey
1.1 Rejoin-request Type 1 JSIntKey
1.1 Uplink data messages FNwkSIntKey and SNwkSIntKey
1.1 Downlink data message SNwkSIntKey

Quando um dispositivo LoRaWAN 1.1 é provisionado com um servidor de rede LoRaWAN 1.0.x, o MIC de cada mensagem é calculado conforme mostrado na tabela a seguir.

Message Type Key
Join-request NwkKey
Join-accept NwkKey
Uplink data messages FNwkSIntKey
Downlink data messages FNwkSIntKey

 

Artigo original: https://www.thethingsnetwork.org/docs/lorawan/message-types/

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LoRaWAN opera em espectro de rádio não licenciado. Isto significa que qualquer pessoa pode usar as frequências de rádio sem ter que pagar taxas pela operação. É semelhante ao WiFi, que utiliza as bandas ISM de 2,4 GHz e 5 GHz em todo o mundo. Qualquer pessoa pode configurar roteadores WiFi e transmitir sinais WiFi sem a necessidade de licença ou autorização de uso e operação.

LoRaWAN usa frequências de rádio mais baixas com maior alcance. O fato de as frequências terem um alcance maior também acarreta mais restrições que muitas vezes são específicas de cada país. Isto representa um desafio para o LoRaWAN, que tenta ser o mais uniforme possível em todas as diferentes regiões do mundo. Como resultado, LoRaWAN é especificado para diversas bandas nessas regiões. Essas faixas de operação são semelhantes o suficiente para suportar um protocolo independentemente da região, mas têm uma série de consequências para a implementação dos sistemas backend.

  • LoRaWAN possui especificações regionais oficiais, chamadas Parâmetros Regionais, que você pode baixar no site da LoRa Alliance.
  • Estas especificações regionais LoRaWAN também não especificam tudo. Eles cobrem apenas uma região especificando o denominador comum. Por exemplo, os parâmetros regionais LoRaWAN para a Ásia especificam apenas um subconjunto comum de canais – mas existem variações entre as regulamentações nos países asiáticos. Além disso, cada operador de servidor de rede é livre para selecionar parâmetros adicionais, tais como canais de emissão adicionais. Chamamos esses parâmetros de Outros. Para The Things Network, eles são definidos no repositório GitHub.
  • Em alguns países, pode ser utilizado mais de um plano de frequência. Por exemplo, nos Países Baixos, tanto o EU868-870 como o EU433 podem ser utilizados.
  • Os parâmetros regionais incluem parâmetros da camada física, como planos de frequência (planos de canais), frequências de canais obrigatórias e taxas de dados para mensagens de solicitação de adesão. Os parâmetros regionais também incluem parâmetros da camada LoRaWAN, como tamanho máximo da carga útil.
  • Apresentamos aqui detalhes sobre a banda EU863-870 e a banda ISM US902-928. Mostramos também alguns parâmetros importantes envolvidos em outros planos de frequências.

LoRaWan Frequencies

Planos de frequência comuns

LoRaWAN opera nas bandas ISM (Industrial, Scientific, and Medical) não licenciadas. A tabela abaixo lista os planos de frequência mais recentes e seus nomes comuns.

Plano de frequência Nome comum            
EU863-870 EU868
US902-928 US915
CN779-787 CN779
EU433 EU433
AU915-928 AU915
CN470-510 CN470
AS923 AS923
KR920-923 KR920
IN865-867 IN865
RU864-870 RU864

Banda EU863-870

A faixa EU863-870 pode ser aplicada a qualquer região onde a utilização do espectro radioelétrico seja definida pela norma ETSI [EN300.220]. A banda EU863-870 é utilizada em todos os países europeus e em alguns países fora da Europa, por exemplo, Bahrein (BH), localizado no Médio Oriente. A faixa EU863-870 implica faixas de frequência de 863 MHz a 870 MHz, mas alguns países usam faixas de frequência ligeiramente diferentes. Por exemplo, a Albânia (AL) utiliza 863-873 MHz.

Canais padrão EU863-870

Os três canais padrão a seguir devem ser implementados em todos os dispositivos finais que suportam a banda EU863-870. Esses canais são usados ​​pelo dispositivo final para transmitir a mensagem de solicitação de adesão. O dispositivo final seleciona aleatoriamente um dos canais padrão para enviar a mensagem de solicitação de adesão.

Frequência (MHz) Largura de banda (kHz) LoRa data rate Bit rate
868.10 125 DR0 – DR5 0.3 – 5 kbps
868.30 125 DR0 – DR5 0.3 – 5 kbps
868.50 125 DR0 – DR5 0.3 – 5 kbps

Para dispositivos compatíveis com LoRaWAN versão 1.0.x, esses três canais padrão não devem ser modificados, mas para dispositivos compatíveis com LoRaWAN versão 1.1 e posteriores, esses canais podem ser modificados por meio do comando NewChannelReq.

A banda EU863-870 suporta um máximo de 16 canais. Durante a ativação do dispositivo final, canais adicionais podem ser especificados. Por exemplo, The Things Network usa as 5 frequências adicionais a seguir para uplink.

  • 867,1MHz
  • 867,3MHz
  • 867,5MHz
  • 867,7MHz
  • 867,9MHz

Para downlink, The Things Network usa uma frequência fixa adicional para o slot de recepção RX2:

  • 869,525 MHz em DR0 (SF12/125 kHz).

Duty cycle EU863-870

O Instituto Europeu de Normas de Telecomunicações (ETSI) define o ciclo de trabalho máximo para a frequência EU863-870 em 1%, que é o tempo máximo que um dispositivo pode passar em comunicação. Vamos dar uma olhada em como calcular o tempo no ar permitido por dia (24 horas), por dispositivo final para alguns ciclos de trabalho comuns.

Duty cycle (max) Equação: Tempo-no-ar = número de segundos por dia X duty cycle Tempo-no-ar máximo permitido por dispositivo por dia
0.1% 86400 x 0.1% 86 segundos por dia
1% 86400 x 1% 864 segundos por dia
10% 86400 x 10% 8640 segundos por dia

Algumas operadoras de rede (como The Things Network) reduzem o ciclo de trabalho ainda mais do que o recomendado pela ESTI. Estes tipos de restrições são chamados de “Política de Acesso Justo”. Por exemplo, a política de acesso justo da The Things Network limita o tempo de transmissão do uplink a 30 segundos por dia por nó e as mensagens de downlink a 10 mensagens por dia por nó.

Taxas de dados EU863-870

A taxa de dados é o número de bits transmitidos por unidade de tempo. Com a modulação LoRa, a taxa de dados depende de alguns fatores como fator de espalhamento, largura de banda e taxa de codificação. A tabela a seguir mostra a taxa de bits para cada taxa de dados (DR0 – DR6) configurada com o fator de espalhamento e a largura de banda.

Taxa de dados Configuração (SF + BW) Bit rate (bit/s)
0 LoRa: SF12 / 125 kHz 250
1 LoRa: SF11 / 125 kHz 440
2 LoRa: SF10 / 125 kHz 980
3 LoRa: SF9 / 125 kHz 1760
4 LoRa: SF8 / 125 kHz 3125
5 LoRa: SF7 / 125 kHz 5470
6 LoRa: SF7 / 250 kHz 11000

Como se observa, fatores de espalhamento mais altos causam taxas de bits mais baixas e fatores de espalhamento mais baixos causam taxas de bits mais altas. No entanto, para o mesmo fator de espalhamento, se a largura de banda duplicar, a taxa de dados também duplicará. Você aprenderá mais sobre isso Fatores de propagação.

Todos os dispositivos finais EU868-870 devem suportar uma das seguintes opções de taxa de dados.

  • DR0 – DR5 – conjunto de taxa de dados mínima suportada para obter a certificação LoRaWAN.
  • DR0 – DR7
  • DR0 – DR11 – todas as taxas de dados são implementadas no dispositivo final

EU863-870 EIRP/ERP máximo

A Potência Isotrópica Radiada Efetiva (EIRP) é a potência total irradiada por uma antena isotrópica em uma única direção. O ganho da antena é expresso em dBi para antenas isotrópicas.

A tabela a seguir mostra a lista de valores EIRP que podem ser usados ​​para transmitir dados.

Potência TX  EIRP Valor calculado
0 Max EIRP +16 dBm
1 Max EIRP – 2 dB +16 dBm – 2 dB = +14 dBm
2 Max EIRP – 4 dB +16 dBm – 4 dB = +12 dBm
3 Max EIRP – 6 dB +16 dBm – 6 dB = +10 dBm
4 Max EIRP – 8 dB +16 dBm – 8 dB = +8 dBm
5 Max EIRP – 10 dB +16 dBm – 10 dB = +6 dBm
6 Max EIRP – 12 dB +16 dBm – 12 dB = +4 dBm
7 Max EIRP – 14 dB +16 dBm – 14 dB = +2 dBm

O EIRP máximo para EU863-870 é +16dBm.

Os valores EIRP e ERP mencionados acima também podem ser expressos em miliwatts (mW). Por exemplo:

  • +16 dBm = 40 mW
  • +14 dBm = 25 mW
  • +27 dBm = 500 mW

Tamanho máximo da carga útil EU863-870

O tamanho máximo da carga útil do aplicativo (comprimento) varia de acordo com a taxa de dados. A tabela a seguir mostra o tamanho máximo da carga útil do aplicativo (FRMPayload) para diferentes taxas de dados.

Taxa de dados Configuração (SF+BW) Máxima carga útil  (bytes)
0 LoRa: SF12 / 125 kHz 51
1 LoRa: SF11 / 125 kHz 51
2 LoRa: SF10 / 125 kHz 51
3 LoRa: SF9 / 125 kHz 115
4 LoRa: SF8 / 125 kHz 242
5 LoRa: SF7 / 125 kHz 242
6 LoRa: SF7 / 250 kHz 242

Resumo EU863-870

A tabela a seguir resume todos os parâmetros importantes para a banda EU863-870.

Faixa de frequência 863-870 MHz
Canais de frequência para solicitação de entrada na rede 868.10868.30

868.50

Taxa de dados 0-5 (conjunto mínimo para certificação)
Taxa de dados opcional 6-7 ou 6-11
Número de canais 163 default + 5 opcional

Esses 5 canais opcionais e os 8 canais restantes podem ser modificados/preenchidos pelo comando NewChannelReq

Canais Default 0, 1, 2
Duty cycle < 1%
Limitação de Dwell time Não
Max EIRP / ERP +16 dBm (40 mW) / +14 dBm (25 mW)

Esta é a potência irradiada pela antena isotrópica/antena dipolo de meia onda (não a potência do transmissor)

Máximo ganho de antena 2.15 dBi oro 0 dBd
Taxa de dados RX2 default DR0 (SF12 / 125 kHz)
Frequência RX2 default 869.525 MHz

Banda ISM US902-928

Descrevemos aqui os parâmetros regionais para os EUA, Canadá e todos os outros países que utilizam a banda ISM 902-928.

Planos de frequência US902-928

A banda ISM US902-928 está dividida nos seguintes planos de frequência, conforme mostrado na tabela abaixo.

Uplink/Downlink Canais Faixa Faixa de frequência Largura Taxa de dados
Uplink 64 0 – 63 902.3 – 914.9 MHz em incrementos de 200 kHz 125 kHz DR0 – DR3
Uplink 8 64 – 71 903.0 – 914.2 MHz em incrementos de 1.6 MHz 500 kHz DR4
Downlink 8 0 – 7 923.3 – 927.5 MHz em incrementos de 600 kHz 500 kHz DR8 – DR13

Taxas de dados US902-928

A tabela a seguir mostra a taxa de bits para cada taxa de dados configurada com o fator de espalhamento e a largura de banda.

  • DR0 – DR4 e DR8 – DR13 são usados ​​para modulação LoRa.
  • DR4 é idêntico ao DR12.
  • DR8 – DR13 são usados ​​apenas para mensagens de downlink.
Taxa de dados Configuração (SF + BW) Bit rate (bit/s) Uplink/Downlink?
0 LoRa: SF10 / 125 kHz 980 Uplink
1 LoRa: SF9 / 125 kHz 1760 Uplink
2 LoRa: SF8 / 125 kHz 3125 Uplink
3 LoRa: SF7 / 125 kHz 5470 Uplink
4 LoRa: SF8 / 500 kHz 12500 Uplink
5
6
7
8 LoRa: SF12 / 500 kHz 980 Downlink
9 LoRa: SF11 / 500 kHz 1760 Downlink
10 LoRa: SF10 / 500 kHz 3900 Downlink
11 LoRa: SF9 / 500 kHz 7000 Downlink
12 LoRa: SF8 / 500 kHz 12500 Downlink
13 LoRa: SF7 / 500 kHz 21900 Downlink
14
15

Todos os dispositivos finais US902-928 deverão suportar uma das seguintes opções de taxa de dados.

  • DR0 – DR4 e DR8 – DR13 – o conjunto mínimo de taxas de dados necessário para obter a certificação LoRaWAN.
  • DR0 – DR13 – todas as taxas de dados são implementadas no dispositivo final

Ao usar a ativação Over-The-Air (OTAA), o dispositivo final deve transmitir a mensagem de solicitação de adesão em um canal selecionado aleatoriamente da seguinte maneira.

  • 64 canais (cada um com largura de banda de 125kHz) definidos usando DR0
  • 8 canais (cada um com largura de banda de 500kHz) definidos usando DR4

O dispositivo final deve mudar de canal para cada transmissão.

A potência máxima de saída irradiada permitida nos EUA é EIRP = +30 dBm, mas para a maioria dos dispositivos +20 dBm é suficiente. De acordo com a Comissão Federal de Comunicações (FCC), não há limitações de ciclo de trabalho, mas há um tempo de permanência máximo de 400 ms por canal. O tempo de permanência é a quantidade de tempo necessária para uma transmissão.

Tamanho máximo da carga útil US902-928

O tamanho máximo da carga útil do aplicativo (comprimento) varia de acordo com a taxa de dados (configurada com fator de difusão e largura de banda). A tabela a seguir mostra o tamanho máximo da carga útil do aplicativo (FRMPayload) (N) para diferentes taxas de dados.

Taxa de dados Configuração Máxima carga útil (bytes)
0 LoRa: SF10 / 125 kHz 11
1 LoRa: SF9 / 125 kHz 53
2 LoRa: SF8 / 125 kHz 125
3 LoRa: SF7 / 125 kHz 242
4 LoRa: SF8 / 500 kHz 242
5
6
7
8 LoRa: SF12 / 500 kHz 53
9 LoRa: SF11 / 500 kHz 129
10 LoRa: SF10 / 500 kHz 242
11 LoRa: SF9 / 500 kHz 242
12 LoRa: SF8 / 500 kHz 242
13 LoRa: SF7 / 500 kHz 242
14..15

Resumo US902-928

A tabela a seguir resume todos os parâmetros importantes para a banda US902-928.

Faixa de operação 902-928 MHz
Canais de frequência para solicitação de entrada na rede Upstream: 64 canais – 902.3 – 914.9 MHz em incrementos de 200 kHzUpstream: 8 canais – 903.0 – 914.2 MHz em incrementos de 1.6 MHz

Downstream: 8 canais – 923.3 – 927.5 MHz em incrementos de 600 kHz

Taxa de dados para solicitação de entrada na rede 64 (125kHz canais) usando DR0 e 8 (500kHz canais) usando DR4
Taxas de dados opcional 5-6
Número de canais Upstream: 64 (125kHz) + 8 (500 kHz)Downstream: 8 (500 kHz)
Canais default Ch0 – Ch71
Duty cycle Sem limites
Limitação de Dwell time Ch0-Ch63: 400 msCh64-Ch71: No
Máximo EIRP (default) – Potência de TX 0 +30 dBm
Taxa de dados RX2 default DR8
Frequência RX2 default 923.3 MHz

Outros planos de frequência

A seguir, veja alguns parâmetros importantes que estão incluídos em outros planos de frequência.

  • CN779-787: Aplica-se à China. O ciclo de trabalho é <1% e não há limitação de tempo de permanência. O EIRP máximo padrão permitido é +12,15 dBm.
  • AU915-928: Aplica-se à Austrália e a todos os outros países cuja banda se estende de 915 a 928 MHz. Não há limitação de ciclo de trabalho aplicável e a limitação do tempo de permanência é de 400 ms. O EIRP máximo padrão permitido é +30 dBm.
  • AS923: Aplicado para múltiplas regiões (alguns países da Ásia e Oceania). Todos os dispositivos finais operados no Japão devem executar Listen Before Talk (LBT) com base nos regulamentos ARIB STD-T108.
  • KR920: Os regulamentos da Coreia do Sul permitem a escolha de usar uma limitação de ciclo de trabalho ou gerenciamento de transmissão de Agilidade de Frequência Adaptativa Ouvir Antes de Falar (LBT AFA).
  • IN865: Aplica-se à Índia. O EIRP máximo padrão permitido é +30 dBm.

Configurações padrão para todas as regiões

Existem algumas configurações padrão recomendadas que podem ser aplicadas a todas as regiões.

  • Atraso RX1: 1s
  • Atraso RX2: 2s (atraso RX1 + 1s)
  • Atraso 1 no aceite de ingresso: 5s
  • Atraso 2 no aceite de ingresso: 6s

Plano de frequência para o Brasil

Brasil AU915-928 ANATEL – Resolução No. 680, de 27 de Junho de 2017 
ANATEL – Ato No. 14448, 4 de Dezembro de 2017

 

 

Artigo original: https://www.thethingsnetwork.org/docs/lorawan/regional-parameters/

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As topologias de rede LoRaWAN tem o formato de constelações de estrelas. Um exemplo típico pode ser visto na figura abaixo.

Arquitetura LoraWan

  • Dispositivos finais (End Devices) – sensores ou atuadores enviam mensagens sem fio moduladas LoRa para os gateways ou recebem mensagens sem fio de volta dos gateways. .
  • Gateways – recebem mensagens de dispositivos finais e as encaminham para o servidor de rede.
  • Servidor de rede (Network Server) – um software executado em um servidor que gerencia toda a rede.
  • Servidores de aplicativos (Application servers) – um software executado em um servidor responsável pelo processamento seguro dos dados do aplicativo.
  • Servidor de ingresso (Join Server) – um software executado em um servidor que processa mensagens de solicitação de ingresso enviadas por dispositivos finais (o servidor de ingresso não é mostrado na figura acima).

Os dispositivos finais comunicam-se com gateways próximos e cada gateway está conectado ao servidor de rede. As redes LoRaWAN usam um protocolo baseado em ALOHA, portanto, os dispositivos finais não precisam fazer peering com gateways específicos.

O protocolo ALOHA é um protocolo de acesso ao meio utilizado em redes de comunicação para transmitir dados. Existem duas variantes principais do protocolo ALOHA:

    • ALOHA Puro: Nesse protocolo, os dispositivos podem transmitir dados a qualquer momento, sem se preocupar com a atividade dos outros dispositivos na rede. No entanto, isso pode levar a colisões de dados, onde dois ou mais dispositivos tentam transmitir ao mesmo tempo, causando a perda de pacotes.
    • ALOHA Ranhurado: O ALOHA ranhurado divide o tempo em intervalos de tempo chamados de “ranhuras” ou “slots”. Os dispositivos só podem transmitir dados no início de uma ranhura. Isso reduz significativamente as colisões, tornando o protocolo mais eficiente em termos de utilização do meio.

O ALOHA foi uma das primeiras abordagens para controle de acesso ao meio e foi desenvolvido na década de 1960 na Universidade do Havaí.

As mensagens enviadas de dispositivos finais viajam por todos os gateways dentro do alcance. Estas mensagens são recebidas pelo Network Server. Se o Network Server recebeu múltiplas cópias da mesma mensagem, ele mantém uma única cópia da mensagem e descarta outras. Vamos examinar detalhadamente cada elemento da rede LoRaWAN. 

Dispositivos finais

Um dispositivo final LoRaWAN pode ser um sensor, um atuador ou ambos. Frequentemente, eles funcionam com bateria. Esses dispositivos finais são conectados sem fio à rede LoRaWAN por meio de gateways usando modulação LoRa RF. A figura a seguir mostra um dispositivo final que consiste em sensores como temperatura, umidade e detecção de queda.

Arquitetura LoraWan

Gateways

Cada gateway é registrado (usando definições de configuração) em um servidor de rede LoRaWAN. Um gateway recebe mensagens LoRa de dispositivos finais e simplesmente as encaminha para o servidor de rede LoRaWAN. Os gateways são conectados ao servidor de rede usando um backhaul, como links de celular (3G/4G/5G), WiFi, Ethernet, fibra óptica ou rádio de 2,4 GHz.

Tipos de Gateways LoRaWAN

Os gateways LoRaWAN podem ser categorizados em gateways internos (picocell) e externos (macrocell).

Os gateways internos são econômicos e adequados para fornecer cobertura em locais internos profundos (espaços cobertos por várias paredes), porões e edifícios com vários andares. Esses gateways possuem antenas internas ou antenas externas “pigtail”. Ainda assim, dependendo do ambiente físico interno, alguns gateways internos podem receber mensagens de sensores localizados a vários quilômetros de distância.

A figura a seguir mostra o gateway The Things Indoor projetado para ser conectado diretamente a uma tomada CA.

Arquitetura LoraWan

Os gateways externos fornecem uma cobertura maior do que os gateways internos. Eles são adequados para fornecer cobertura tanto em áreas rurais como urbanas. . Esses gateways podem ser montados em torres de celular, telhados de edifícios muito altos, tubos de metal (mastros), etc. Normalmente, um gateway externo possui uma antena externa (ou seja, antena de fibra de vidro) conectada por meio de um cabo coaxial. Se você é bom em adaptar produtos eletrônicos, pode converter alguns gateways internos em externos usando gabinetes à prova de água/poeira e adicionando antenas externas.

A figura a seguir mostra um gateway externo LoRaWAN. Possui conectores para conexão de antenas externas LoRaWAN, 3G/4G e GPS. Você consegue descobri-los?

Arquitetura LoraWan

A sensibilidade dos gateways externos normalmente é maior que a dos gateways internos.

Servidores de rede – Network Server

O Network Server gerencia gateways, dispositivos finais, aplicativos e usuários em toda a rede LoRaWAN.

Um servidor de rede LoRaWAN típico possui os seguintes recursos.

  • Estabelecer conexões seguras AES de 128 bits para o transporte de mensagens entre dispositivos finais e o Application Server (segurança ponta a ponta);
  • Validando a autenticidade dos dispositivos finais e a integridade das mensagens;
  • Desduplicando mensagens de uplink;
  • Selecionando o melhor gateway para rotear mensagens de downlink;
  • Envio de comandos ADR para otimizar a taxa de dados dos dispositivos;
  • Verificação de endereço do dispositivo;
  • Fornecimento de confirmações de mensagens de dados de uplink confirmadas;
  • Encaminhando cargas de aplicativos de uplink para os servidores de aplicativos apropriados;
  • Rotear cargas úteis do aplicativo de uplink para o servidor de aplicativos apropriado;
  • Encaminhando mensagens de solicitação de adesão e aceitação de adesão entre os dispositivos e o servidor de adesão;
  • Respondendo a todos os comandos da camada MAC.

Servidor de aplicativos – Application Server

O Application Server processa mensagens de dados específicas da aplicação recebidas de dispositivos finais. Ele também gera todas as cargas de downlink da camada de aplicação e as envia para os dispositivos finais conectados por meio do servidor de rede. Uma rede LoRaWAN pode ter mais de um servidor de aplicativos. Os dados coletados podem ser interpretados aplicando técnicas como aprendizado de máquina e inteligência artificial para resolver problemas de negócios.

Servidor de ingresso – Join Server

O Join Server auxilia na ativação segura de dispositivos, armazenamento de chave raiz e geração de chave de sessão. O procedimento de adesão é iniciado pelo dispositivo final, enviando a mensagem de solicitação de adesão ao Servidor de Ingresso através do Servidor de Rede. O servidor de ingresso processa a mensagem de solicitação de ingresso, gera chaves de sessão e transfere NwkSKey e AppSKey para o servidor de rede e o servidor de aplicativos, respectivamente. O Join Server foi introduzido pela primeira vez com o LoRaWAN v1.1. Também está disponível em LoRaWAN v1.0.4.

Perguntas comuns

  1. Quem inicia mensagens de uplink?
    • Network server
    • End devices
    • Application server
    • Join server
  2. O que não está a cargo do Network Server?
    • Desduplicação de dados
    • Iniciar mensagens uplink
    • Controle adaptativo de taxa de dados
    • Roteamento de mensagens
  3. O servidor de aplicativos processa:
    • Comandos MAC
    • Mensagens de dados específicas de aplicativos
    • Solicitações de ingresso
  4. O servidor de ingresso processa:
    • Mensagens de solicitação de ingresso
    • Comandos MAC
    • Mensagens de dados específicos de aplicativos

Artigo original: https://www.thethingsnetwork.org/docs/lorawan/architecture/

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Lora

LoRa é uma técnica de modulação sem fio derivada da tecnologia Chirp Spread Spectrum (CSS). Ele codifica informações em ondas de rádio usando pulsos chirp (pio em português)- semelhante à forma como os golfinhos e os morcegos se comunicam! A transmissão modulada LoRa é altamente resistente à interferências e pode ser recebida em grandes distâncias. Não se assuste com os termos complexos; A modulação LoRa e a tecnologia Chirp Spread Spectrum são simples de entender na prática. Caso você esteja curioso, neste vídeo, Richard Wenner explica como funciona a tecnologia Chirp Spread Spectrum:

LoRa é ideal para aplicações que transmitem pequenas quantidades de dados com baixas velocidades seriais. Os dados podem ser transmitidos em distâncias maiores se comparado com tecnologias como WiFi, Bluetooth ou ZigBee. Esses recursos tornam o LoRa adequado para sensores e atuadores que operam em modo de baixo consumo de energia. LoRa pode ser operado em bandas sub-gigahertz livres de licença, por exemplo, 915 MHz, 868 MHz e 433 MHz. Ele também pode operar em 2,4 GHz para atingir taxas de dados mais altas em comparação com bandas sub-gigahertz, ao custo do alcance. Essas frequências se enquadram nas bandas ISM reservadas internacionalmente para fins industriais, científicos e médicos.

LoraWAN

LoRaWAN é um protocolo de camada Media Access Control (MAC) construído sobre a modulação LoRa. É uma camada de software que define como os dispositivos utilizam o hardware LoRa, por exemplo, quando transmitem, e o formato das mensagens. O protocolo LoRaWAN é desenvolvido e mantido pela LoRa Alliance. A primeira especificação LoRaWAN foi lançada em janeiro de 2015. A tabela abaixo mostra o histórico de versões das especificações LoRaWAN. No momento em que este artigo foi escrito, as especificações mais recentes eram 1.0.4 (na série 1.0) e 1.1 (série 1.1).

Versão Data de liberação
1.0 Janeiro de  2015
1.0.1 Fevereiro de  2016
1.0.2 Julho de 2016
1.1 Outubro de 2017
1.0.3 Julho de 2018
1.0.4 Outubro de 2020

Largura de banda e alcance

LoRaWAN é adequado para transmitir pacotes de dados pequenos (como dados de sensores) em longas distâncias. A modulação LoRa permite um alcance de comunicação significativamente maior com larguras de banda mais baixas do que outras tecnologias concorrentes de transmissão de dados sem fio. A figura a seguir mostra algumas tecnologias de acesso que podem ser usadas para transmissão de dados sem fio e seus intervalos de transmissão esperados versus largura de banda.

Lora

Por que o LoRaWAN é tão vantajoso?

  • Consumo ultrabaixo – Os dispositivos terminais LoRaWAN são otimizados para operar no modo de baixo consumo de energia e podem durar até 10 anos com uma única bateria.
  • Longo alcance – Os gateways LoRaWAN podem transmitir e receber sinais a uma distância de mais de 10 quilômetros em áreas rurais e até 3 quilômetros em áreas urbanas densas.
  • Comunicação indoors – As redes LoRaWAN podem fornecer cobertura dentro de prédios e cobrir facilmente edifícios de vários andares.
  • Dispensa de licença de operação – Você não precisa pagar taxas de licença de operação nas faixas de frequência destinadas para a o uso da tecnologia LoRaWAN.
  • Geolocalização – Uma rede LoRaWAN pode determinar a localização de dispositivos finais usando triangulação sem a necessidade de GPS. Um dispositivo final LoRa pode ser localizado se pelo menos três gateways captarem seu sinal.
  • Alta capacidade – Os servidores de rede LoRaWAN lidam com milhões de mensagens de milhares de gateways.
  • Sistemas públicos e privados – É fácil implantar redes LoRaWAN públicas e privadas usando o mesmo hardware (gateways, dispositivos finais, antenas) e software (encaminhadores de pacotes UDP, software Basic Station, pilhas LoRaWAN para dispositivos finais).
  • Segurança ponta a pontaLoRaWAN garante comunicação segura entre o dispositivo final e o servidor de aplicativos usando criptografia AES-128.
  • Atualizações de firmware over the air – Você pode atualizar remotamente o firmware (aplicativos e a pilha LoRaWAN) para um único dispositivo final ou grupo de dispositivos finais.
  • Roaming – Dispositivos terminais LoRaWAN podem realizar transferências de pacotes de uma rede para outra.
  • Baixo custo – Infraestrutura mínima, nós finais de baixo custo e software de código aberto.
  • Programa de certificação – O programa de certificação LoRa Alliance certifica dispositivos finais e fornece aos usuários finais a confiança de que os dispositivos são confiáveis ​​e compatíveis com a especificação LoRaWAN.
  • EcossistemaLoRaWAN possui um ecossistema muito grande de fabricantes de dispositivos, fabricantes de gateways, fabricantes de antenas, provedores de serviços de rede e desenvolvedores de aplicativos.

Aplicações da tecnologia LoRaWAN

Aqui estão alguns casos de uso de LoRaWAN fornecidos pela Semtech, para lhe dar algumas dicas sobre como LoRaWAN pode ser aplicado:

  • Monitoramento da cadeia de frio de vacinas – Os sensores LoRaWAN são usados ​​para garantir que as vacinas sejam mantidas em temperaturas adequadas durante o transporte.
  • Conservação animal – Sensores de rastreamento gerenciam espécies ameaçadas, como Rinocerontes Negros e Leopardos de Amur.
  • Pacientes com demência – Sensores de pulseira fornecem detecção de quedas e rastreamento de medicamentos.
  • Fazendas inteligentes – Informações em tempo real sobre a umidade do solo das culturas e cronograma de irrigação otimizado reduzem o uso de água em até 30%.
  • Conservação de água – Identificação e conserto mais rápido de vazamentos na rede de água de uma cidade.
  • Segurança alimentar – O monitoramento da temperatura garante a manutenção da qualidade dos alimentos.
  • Lixeiras inteligentes – Alertas de nível de lixeira enviados à equipe otimizam o cronograma de coleta.
  • Bicicletas inteligentes – Os rastreadores de bicicletas rastreiam bicicletas em áreas remotas e edifícios densos.
  • Rastreamento em aeroporto – o rastreamento sem GPS monitora veículos, pessoal e bagagem.
  • Espaços de trabalho eficientes – Monitorização da ocupação dos quartos, temperatura, utilização de energia e disponibilidade de estacionamento.
  • Saúde do gado – Sensores monitoram a saúde do gado, detectam doenças e preveem o tempo de entrega dos bezerros.
  • LoRa no espaço – Satélites fornecem cobertura de comunicação baseada na tecnologia LoRaWAN em todo o mundo.

Lora Alliance

A LoRa Alliance® é uma associação aberta e sem fins lucrativos criada em 2015. Ela apoia o desenvolvimento do protocolo LoRaWAN e garante a interoperabilidade de todos os produtos e tecnologias LoRaWAN. Hoje, a LoRa Alliance tem mais de 500 membros em todo o mundo.

A LoRa Alliance fornece certificação LoRaWAN para dispositivos finais. Os dispositivos finais certificados fornecem aos usuários a confiança de que o dispositivo final é confiável e compatível com a especificação LoRaWAN. Você pode aprender mais sobre a certificação LoRaWAN visitando o site da LoRa Alliance®. A certificação está disponível apenas para fabricantes de dispositivos membros da LoRa Alliance. Uma vez certificado, o fabricante pode usar a marca LoRaWAN Certified com o produto.

LoRaWAN agora é um padrão ITU

Conforme anunciado pela LoRa Alliance® em 7 de dezembro de 2021, LoRaWAN® foi oficialmente aprovado como um padrão para Low Power Wide Area Networking (LPWAN) pela União Internacional de Telecomunicações (ITU). Leia o comunicado de imprensa da LoRa Alliance®, LoRaWAN® formalmente reconhecido como padrão internacional da ITU para redes de longa distância de baixa potência, para obter mais informações.

Perguntas e respostas

  1. Quem fornece a certificação LoRaWAN?
  2. LoRa é um:
    • Implementação da camada física
  3. LoRaWAN é um:
    • Protocolo de camada MAC
  4. LoRaWAN pode ser operado em:
    • Faixas livre de licença
    • Faixas ISM
    • 2,4GHz
  5. Qual não é um caso de uso adequado de LoRaWAN?
    • Pagamentos com cartão de crédito

Artigo original: https://www.thethingsnetwork.org/docs/lorawan/what-is-lorawan/

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Monte sua remota de telemetria de reservatório com baixo custo e resultados excelentes utilizando as interfaces Modbus IM2020.

Telemetria de reservatório com a interface Modbus IM2020

Veja como monitorar o nível e a vazão do reservatório de forma simples e com baixo custo. Utilizando este kit você economiza e fica proprietário do seu sistema.
O módulo SW3300 tem as funções de seccionamento, proteção contra surtos e tomada. A fonte de alimentação S-25-24 fornece 24 VCC para a interface Modbus e para o rádio modem. A interface Modbus IM2020 possui duas entradas analógicas e duas entradas digitais onde podemos conectar o transmissor de nível, o transmissor de vazão e ainda um detector de invasão. A interface Modbus se comunica com a central de telemetria por intermédio do rádio modem RM2060.

Telemetria de reservatório

Telemetria de reservatório

Composição da remota para telemetria de reservatório

A remota é composta pelos seguinte módulos:

Preço do conjunto de módulos: R$ 2.740,00 (preço válido em Outubro de 2019).

A figura a seguir ilustra o espaço ocupado pelos módulos que compõem a solução.

Telemetria de reservatório

Remota para Telemetria de reservatório

Materiais acessórios

  • CF914 – Antena Yagi 900 MHz 14 dBi;
  • CN3203 – Centelhador de RF;
  • Cabo interno de RF RG58 com conectores;
  • Cabo externo RGC213 com conectores.

Interface Modbus IM2020 na telemetria de reservatório

A interface IM2020 funciona como uma remota de I/O distribuído dotada de 2 entradas analógicas e duas entradas digitais com as seguintes características principais:

  • Protocolo de comunicação: Modbus RTU;
  • Seleção de endereço por DIP switch;
  • Alimentação: 10 a 30 VCC;
  • Consumo máximo de 200 mA.

Interface Modbus com 2 entradas analógicas e 2 entradas digitais – IM2020

Rádio Modem RM2060 para telemetria de reservatório

O transceptor RM2060 permite a comunicação wireless utilizando tecnologia Spread Spectrum na faixa dos 900 MHz podendo substituir milhares de metros de cabos de comunicação em ambientes industriais ruidosos. Utilizando comprovada tecnologia FHSS, que dispensa licença de operação junto a Anatel, o transceptor RM2060 estabelece comunicação entre computadores, CLPs e instrumentos diversos que possuem porta serial em padrão RS232 ou RS485 com taxas de 1200 a 115.200 bps.  Alcance de até 32 km com visada.

SW3300 – DPS, seccionador e tomada para telemetria de reservatório

O módulo SW3300 foi projetado para compor painéis elétricos de comando e automação e integra as seguintes funções:

  • Seccionamento
  • Proteção contra sobre corrente por meio de fusíveis
  • Proteção contra sobre tensões por meio de varistores
  • Tomada bipolar com terra padrão ABNT
  • Sinalização luminosa de energização

Por incluir diversas funções em um módulo único, o dispositivo simplifica a montagem do quadro e contribui para layouts mais compactos.

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O kit rádio enlace 60 km permite comunicar equipamentos em RS232 e RS485 em até 60 km quando há visada direta entre os pontos. O kit reúne os equipamento e materiais necessários para estabelecer a comunicação serial entre dois pontos. O padrão de comunicação pode ser em RS232 ou RS485. A velocidade serial admitida é de 1.200 a 230.400 bps. O alcance do enlace é de até 60 km com visada. Exemplo de aplicação: comunicação entre CLPs.

Veja abaixo a composição do kit rádio enlace 60 km.


Composição do kit rádio enlace 60 km

Exemplo de aplicação do kit de rádio enlace 60 km

A figura a seguir apresenta um exemplo de aplicação do kit. No exemplo, um computador rodando um software supervisório supervisiona e controle um CLP distante até 60 km com visada direta.

Descrição do rádio modem P900

O rádio modem P900 com tecnologia spread spectrum possui conectores e LEDs que facilitam a instalação e utilização.

O gabinete robusto, a larga faixa de temperatura de operação e o baixo custo tornam o rádio modem P900 a solução ideal para o controle e monitoração de estações remotas de telemetria e para todo o tipo de aplicação industrial onde a comunicação serial é necessária.

O P900 incorpora ainda a capacidade de compor redes Mesh de última geração com a capacidade de restabelecimento automático de rotas de comunicação (Self Healing).

Características do rádio modem P900 

  • Permite até 276 kbps
  • Baixo custo
  • Ponto a ponto, Ponto Multiponto e Mesh
  • Rede Mesh com reencaminhamento automático
  • Store & Forward – o rádio funciona como repetidora
  • Configuração em Mesh como mestre, repetidor ou unidade terminal
  • Temperatura de operação (-55 C a +85 C)
  • Potência de saída ajustável: 100mW-1W
  • Dimensões reduzidas
  • Baixo consumo em modo adormecido
  • Filtro de quatro estágios proporciona alta rejeição a ruido e interferência
  • Correção de erro (FEC), 32 bits de CRC, e 128-bit AES

Aplicações do rádio modem P900

  • Medição de utilities
  • Telemetria de unidades remotas
  • Sensoriamento de eletricidade, óleo e gás
  • Comunicação com painéis digitais de sinalização
  • Comunicação serial em ambiente industrial

Certificação

O rádio modem P900 possui certificação Anatel.

Especificações técnicas

  • Faixa de operação: 902-928 MHz
  • Método de espalhamento: Saltos em frequência
  • Algoritmos de detecção de erro: Hamming, BCH, Golay, Reed-Solomon
  • Detecção de erro: CRC 32 bits, ARQ
  • Encriptação: Opcional (veja –AES option)
  • Alcance: 60 km
  • Sensibilidade:
    • -114 dBm em 57.6 kbps
    • -112 dBm em 115.2 kbps
    • -109 dBm em 172.8 kbps
    • -107 dBm em 230.4 kbps
  • Potência de saída: 100 mW a 1 W (20 a 30 dBm)
  • Interface serial: RS232/485 (Selecionável)
  • Velocidade serial: até 230.4 kbps assíncrono
  • Velocidade na comunicação RF: 57.6 a 276 kbps
  • Modos de operação: Mesh, Auto Routing, Store and For-ward, Self Healing, Packet Routing Modes
  • Interface: RxD1, TxD1, RTS, CTS DCD, DSR, DTR, RxD2, TxD2, RSSI LEDs, Tx/Rx LEDs, Reset, Config, Wake-up, RSmode, 4 entradas/saídas digitais, 1 entrada analógica, 1 saída analógica
  • Diagnóstico remoto: tensão da bateria, temperatura, RSSI, estatística de pacotes
  • Alimentação: 9 a 30 VCC
  • Consumo:
    • Rx: 45 mA a 98 mA
    • Tx : 1000 mA ta 1400 mA
  • Conectores:
    • Antena: SMA fêmea
    • Dados: DB-9F
  • Temperatura de operação: -55 C – +85 C
  • Peso: 120 g
  • Dimensões: 46 mm x 66 mm x 25 mm

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Medidor de vazão ultrassônico – o que é?

O medidor de vazão ultrassônico mede a velocidade de um fluido com ultrassom para calcular a vazão do líquido. Ele calcula a diferença no tempo de trânsito medido entre os pulsos de ultrassom que se propagam na direção e contra a direção do fluxo ou medindo a mudança de frequência devida ao efeito Doppler.TDS-100H Medidor ultrassônico de vazão portátil

Medidor de vazão ultrassônico – como funciona?

O medidor ultrassônico de vazão é um tipo de medidor de vazão que mede a velocidade de um fluido com ultrassom para calcular a vazão do líquido. Usando transdutores ultrassônicos, o medidor de vazão pode medir a velocidade média ao longo do caminho de um feixe de ultrassom emitido, calculando a média da diferença no tempo de trânsito medido entre os pulsos de ultrassom que se propagam na direção e contra a direção do fluxo ou medindo a mudança de frequência devida ao efeito Doppler. Os medidores de vazão ultrassônicos são afetados pelas propriedades acústicas do fluido e podem ser afetados pela temperatura, densidade, viscosidade e partículas suspensas. Os medidores de vazão ultrassônicos apresentam ótima relação custo benefício pois não utilizam peças móveis, são fáceis de instalar, não demandam seccionar ou furar a tubulação, e são de fácil manutenção.

Tipos de medidores de vazão ultrassônicos

Existem três tipos diferentes de medidores de vazão ultrassônicos. Os medidores de vazão de transmissão por tempo de transito – intrusivo e clamp-on (não intrusivo). Os medidores de vazão ultrassônicos por efeito Doppler são chamados de medidores de vazão de reflexão ou Doppler. O terceiro tipo é o medidor de vazão de canal aberto.

Medidor de vazão ultrassônico por tempo de trânsito

Os medidores ultrassônicos de vazão medem o tempo de trânsito dos pulsos ultrassônicos que se propagam com e contra a direção do fluxo. Essa diferença de tempo é uma medida para a velocidade média do fluido ao longo do caminho do feixe ultrassônico. Usando os tempos de trânsito absolutos Tup e Tdown, tanto a velocidade média do fluido v quanto a velocidade do som c podem ser calculados. Usando esses dois tempos de trânsito, a distância entre os transdutores de recepção e transmissão L e o ângulo de inclinação α , se assumirmos que o som tem que ir contra o fluxo ao subir e ao longo do fluxo ao retornar para baixo, pode-se escrever as seguintes equações a partir da definição de velocidade:

TDS-100H Medidor ultrassônico de vazão portátil

Somando e subtraindo as equações acima obtemos,

TDS-100H Medidor ultrassônico de vazão portátil

onde v é a velocidade média do fluido ao longo do caminho do som e c é a velocidade do som.

Medidores de vazão ultrassônico por efeito Doppler

Outro método na medição de vazão ultrassônica é o uso do deslocamento Doppler que resulta da reflexão de um feixe ultrassônico em materiais refletivos, como partículas sólidas ou bolhas de ar aprisionadas em um fluido em fluxo, ou a turbulência do próprio fluido, se o líquido está limpo. Os medidores de vazão Doppler são usados ​​para lamas, líquidos com bolhas, gases com partículas refletoras de som.

Este tipo de medidor de vazão também pode ser usado para medir a taxa de fluxo sanguíneo, passando um feixe ultrassônico através dos tecidos, refletindo em uma placa, invertendo a direção do feixe e repetindo a medição, o volume do fluxo sanguíneo pode ser estimado. A frequência do feixe transmitido é afetada pelo movimento do sangue no vaso e, comparando a frequência do feixe a montante versus a jusante, permitindo a medição do fluxo de sangue através do vaso. A diferença entre as duas frequências é uma medida do fluxo de volume real. Um sensor de feixe largo também pode ser usado para medir o fluxo independente da área da seção transversal do vaso sanguíneo.

Medidores de vazão ultrassônico de canal aberto

Neste caso, o elemento ultrassônico está na verdade medindo a altura da água no canal aberto; com base na geometria do canal, o fluxo pode ser determinado a partir da altura. O sensor ultrassônico geralmente também possui um sensor de temperatura porque a velocidade do som no ar é afetada pela temperatura.

TDS-100H Medidor ultrassônico de vazão portátil

O medidor ultrassônico de vazão TDS-100H foi projetado para medir a velocidade do fluido dentro de uma tubulação. Os transdutores são do tipo clamp-on sem contato, o que proporcionará facilidade de instalação, operação e manutenção.

O TDS-100H funciona por tempo de trânsito e utiliza dois transdutores que funcionam como transmissores e receptores ultrassônicos. Os transdutores são fixados na parte externa de um tubo fechado a uma distância específica um do outro. Os transdutores podem ser montados em método V, onde o som atravessa o tubo duas vezes, ou pelo método W, onde o som atravessa o tubo quatro vezes, ou em método Z, onde os transdutores são montados em lados opostos do tubo e o som atravessa o tubo uma vez. Esta seleção do método de montagem depende das características do tubo e do líquido. O medidor de vazão opera transmitindo e recebendo alternadamente uma sequência de emissões de energia sonora modulada em frequência entre os dois transdutores e medindo o tempo de trânsito que leva para o som viajar entre os dois transdutores. A diferença no tempo de trânsito medido está direta e exatamente relacionada à velocidade do líquido na tubulação, conforme mostrado a figura.

TDS-100H Medidor ultrassônico de vazão portátil

 

Onde:

  • θ é o ângulo na direção do fluxo
  • M é o tempo de trânsito do feixe de ultrassom
  • D é diâmetro da tubulação
  • Tup é o tempo de trânsito do transdutor upstream até o transdutor downstream
  • Tdown é o tempo de trânsito do transdutor downstream até o transdutor upstream
  • ΔT=Tup -Tdown

Módulo principal do medidor de vazão

TDS-100H Medidor ultrassônico de vazão portátil

 

TDS-100H Medidor ultrassônico de vazão portátil TDS-100H Medidor ultrassônico de vazão portátil

Transdutores ultrassônicos

TDS-100H Medidor ultrassônico de vazão portátil

Aplicações do medidor de vazão ultrassônico

O medidor de vazão TDS-100H pode ser aplicado em uma ampla gama de medições em tubulações de 20 a 6.000 mm [0,5 a 200 polegadas]. É possível medir a vazão de diversos tipos de líquidos , como: líquidos puros, água potável, produtos químicos, esgoto bruto, água tratada, água de resfriamento, água bruta, efluente, etc. O medidor de vazão não é afetado pela pressão do sistema, sujeira ou desgastes. Os transdutores padrão são classificados para aplicações em até 110 graus centígrados. Temperaturas mais altas podem ser avaliadas sob consulta.

Retentividade dos dados e relógio de tempo real

Todos os valores de configuração inseridos pelo usuário são retidos na memória flash não volátil integrada, que pode armazená-los por mais de 100 anos, mesmo se a energia for perdida ou desligada. Para evitar alterações de configuração inadvertidas ou reinicializações do totalizador, a programação do instrumento é protegida por senha.

O instrumento é dotado de relógio de tempo real que permite acumular valores de vazão instantânea e de volumes totalizados formando um registro de valores no tempo. Ele continua operando enquanto a tensão da bateria for superior a 1,5V. Em caso de falha da bateria, o registro de dados não é garantido. O usuário deve reinserir os valores de tempo adequados caso a bateria fique totalmente esgotada. Um valor de tempo impróprio não afeta outras funções além dos registros no tempo.

Especificações técnicas do produto

Linearidade 0.5%
Repeatibilidade 0.2%
Precisão +1%
Tempo de resposta 0-999 segundos ( configurável)
Velocidade +32 m/s
Diâmetro da tubulação 20mm-6000mm
Unidade de medida Metros, pés, metros cúbicos, litros, pés cúbicos, galões USA, galões Ingleses, Barril de óle, Barril líquido, imperial liquid barrel, milhões de galões, configurável.
Totalizador 7 dígitos, positivo e negativo.
Tipos de líquido Virtualmente qualquer tipo de líquido
Segurança Senha de acesso para ajustes.
Display 4×16 para caracteres Inglês, 4×8 para caracteres chineses
Interface serial RS-232C, baud rate: de 75 a 57600 bps.  Protocolo próprio compatível com medidores de vazão FUJI. Outros protocolos sob consulta.
Transdutores Modelo M1 padrão, outros modelos sob consulta.
Comprimento dos cabos dos trandutores Padrão 2 x 10 metros.
Fonte de alimentação 3 baterias recarregáveis AAA Ni-H internas. 10 horas de operação. Carregador 100V-240VAC.
Data Logger Data logger interno para até 2000 registros de dados.
Totalizador manual Totalizador de 7 dígitos com zeramento pelo teclado.
Material do gabinete ABS
Dimensões do módulo portátil 100 x 66 x 20 mm
Peso do módulo portátil 514g (1.2 libras) baterias.

Composição do conjunto

O medidor de vazão é fornecido com acessórios e maleta.

TDS-100H Medidor ultrassônico de vazão portátil

TDS-100H Medidor ultrassônico de vazão portátil TDS-100H Medidor ultrassônico de vazão portátil

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Você sabia que o problema de baixo fator de potência na instalação elétrica – que pode gerar multa da concessionária de energia, pode ser resolvido com a instalação dos controladores de fator de potência?

Observe a sua conta de energia elétrica. Se nela constar o consumo reativo excedente, isso é um sinal de que há um problema com o fator de potência. Quanto mais esse consumo estiver afastado do valor legal, maior será a multa aplicada pela concessionária de energia.

É aí que entram os controladores de fator de potência, que vão ajudar você a corrigir essa falha na instalação elétrica. Antes de apresentar os tipos de controladores de fator de potência, é necessário entender o que é o fator de potência.

O que é fator de potência?

O fator de potência (FP) é a medida de quanto da potência elétrica consumida está sendo convertida em trabalho útil. O mínimo permitido de fator de potência na conta de energia, segundo a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), é de 0,92. Se o valor estiver abaixo disso, a concessionária pode cobrar multa, como citado anteriormente.

As principais causas do baixo fator de potência são lâmpadas de descarga (fluorescentes, vapor de mercúrio, vapor de sódio e vapor metálico) com reatores de baixo fator de potência (sem capacitor), transformadores em vazio (sem carga) ou com baixa carga e motores de indução (motores mais usados na indústria).

O que é e como funciona o controlador de fator de potência

ST8200C Controlador de fator de potênciaOs controladores de fator de potência medem a tensão e a corrente da carga de forma contínua, calculando os seus valores através de algoritmos matemáticos, de forma a obter os valores TRUE RMS. Calculado dessa forma, o fator de potência considera o conteúdo harmônico da corrente e da tensão, resultando em medidas mais precisas.

Opcionalmente, o fator de potência pode ser obtido via interface serial da saída de usuário do registrador eletrônico de potência (REP). Neste caso, não há cálculo de harmônicos.

Conforme a necessidade, ou seja, sempre que o fator de potência indutivo fica abaixo do setpoint, os controladores ativam um ou mais bancos de capacitores, proporcionando, assim, uma correção eficiente.

Os controladores possuem diversas características cujo objetivo é proteger seu investimento nos bancos de capacitores. Entre elas está o tempo de repouso, ou seja, o tempo programado para evitar que um banco de capacitores seja religado logo após seu desligamento, o que poderia danificar o capacitor e certamente diminuiria a vida útil das contactoras (que conectam os capacitores à rede elétrica).

Da mesma forma, toda vez que o fator de potência ultrapassa o ponto de desligamento programado, através do desligamento de cargas indutivas que estavam sendo compensadas, o controlador desativa um ou mais bancos de capacitores, até que o fator de potência ultrapasse o ponto de desligamento programado.

Outra característica importante é o desligamento dos bancos de capacitores quando a tensão da rede atinge valores elevados, evitando sobretensões de longa duração, ou então quando o conteúdo harmônico da corrente e da tensão fica muito elevado, podendo causar ressonâncias na instalação e danificar os capacitores.

Exemplo de controlador de fator de potência

Os controladores ST8200C possuem diversas características cujo objetivo é proteger seu investimento nos bancos de capacitores. Entre elas está o tempo de repouso, ou seja, o tempo programado para evitar que um banco de capacitores seja religado logo após seu desligamento, o que poderia danificar o capacitor e certamente diminuiria a vida útil das contactoras (que conectam os capacitores à rede elétrica).

Esquemas elétricos de ligações

As figuras a seguir mostram os esquemas de ligação dos controladores ST8200C.

Conexões ST8200C fase-neutro

ST8200C Controlador de fator de potência

Conexões ST8200C fase-fase

ST8200C Controlador de fator de potência

OBS: O transformador de corrente (TC) deve estar posicionado imediatamente após a fonte de energia (subestação, transformador ou quadro geral) para medir a corrente proveniente das cargas e células de capacitores. Evite que a fiação de sinal do TC passe pelos mesmos dutos do comando das contactoras. A alimentação é feita através da entrada auxiliar.

Conexões ST8200C com ligação a interface de usuário

ST8200C Controlador de fator de potência

Observações importantes na instalação do controlador de fator de potência

  • O transformador de corrente (TC) deve estar posicionado logo após a fonte de energia (subestação, transformador ou quadro geral) para medir a corrente proveniente das cargas e células de capacitores, e o diâmetro de sua fiação não deve ser inferior a 2,5 mm2.
  • Quando a conexão da medição de tensão for entre duas fases, estas devem ser diferentes da fase em que se está monitorando a corrente, através do TC. Por sua vez, o TC deve ser ligado às entradas TC1 e TC2 do controlador.
  • Quando a conexão de medição de tensão for entre fase e neutro, o TC deverá estar na fase utilizada e conectado às entradas TC1 e TC2 do controlador.
  • Cada acionamento de contactora deve ser protegido com um fusível individual.
  • A fiação de medição da tensão e da corrente (TC) obrigatoriamente deve ser feita em dutos separados do comando das contactoras por uma distância de, no mínimo, 10 cm. A fiação também não deve passar nos dutos dos cabos de potência, onde circulará a corrente dos capacitores.
  • Deve-se colocar um TC específico para a medição de corrente (sempre na relação de transformação xxx/5A). Caso já exista um instrumento de medição, a medição de corrente pode aproveitar o TC do instrumento, desde que o sinal do TC seja sempre ligado em série com o controlador. Os terminais do TC podem ser aterrados.
  • Tome cuidado com a tensão de alimentação e a forma de ligação das contactoras. O fio comum das contactoras deve ser diferente do utilizado na alimentação do controlador. Lembre que a tensão/corrente máxima de cada saída de acionamento é de 250VAC/5A.
  • Quando for utilizada a interface opcional para REP, sem conexão aos TCs e à tensão da rede, as medidas elétricas desses dois parâmetros serão zeradas.
  • É necessário aplicar tensão à entrada de medição para que sejam mostrados, no menu de medidas elétricas, tanto o parâmetro de tensão como o de corrente. Do contrário, esses dois parâmetros serão zerados.

Painel frontal do controlador de fator de potência

ST8200C Controlador de fator de potência

Os LEDs 1 a 16 indicam quando o respectivo banco de capacitores está sendo acionado.

LEDs indicadores

  • OK Equipamento ligado
  • ST Aceso, indica algum alarme ativo
  • RX Indica canal serial recebendo dados
  • TX Indica canal serial transmitindo dados

Fundamentos teóricos

Potência ativa

A potência ativa, conhecida também como potência real ou útil, é aquela que realiza um trabalho útil numa determinada carga. Essa carga, por sua vez, pode ser de iluminação ou qualquer outro dispositivo que converta a energia elétrica em alguma outra forma de energia útil. Isso quer dizer que a potência ativa é responsável por gerar luz, movimento, calor, etc. A unidade de medida da potência ativa é Watt (W). Dependendo da situação, pode ser o Quilowatt (kW).

Potência reativa

A potência aparente refere-se à potência total que uma determina fonte é capaz de fornecer a um sistema. Esta consiste na soma vetorial da potência ativa e da potência reativa. A sua unidade de medida é o Volt Ampère (VA) ou quilo Volt Ampère (kVA). No âmbito da comercialização de eletricidade, a potência aparente é toda a potência disponibilizada pelo comercializador de energia a um determinado imóvel.

Potência aparente

A potência aparente é definida como a potência total que uma determinada fonte é capaz de fornecer. A sua unidade de medida é o Volt Ampère (VA). Nesse sentido, a relação entre potência aparente e potência ativa é chamada fator de potência. Ou seja, este estabelece a relação da quantidade de energia fornecida pela fonte e a quantidade de energia que é efetivamente transformada em trabalho. Quando um fator de potência é alto significa que grande parte da energia que chega à instalação é transformada em trabalho. Quando é baixo significa que apenas uma pequena parcela da energia recebida é convertida em trabalho. Isso quer dizer que, quanto maior a quantidade de potência ativa, maior é o fator de potência.

O fator de potência

O fator de potência representa a relação entre a potência aparente e a potência ativa. Isto quer dizer que o fator de potência representa a relação entre a quantidade de energia que foi entregue pela fonte e a quantidade de energia que realmente foi transformada em trabalho, ou seja, que foi utilizada no imóvel em questão. Numa escala de zero a um, quanto maior for o fator de potência de uma carga, maior será a sua potência ativa, ou seja, aquela convertida em trabalho. Ao contrário, quanto menor for um fator de potência, menor será a sua potência ativa e, portanto, maior será a sua potência reativa (aquela que não realiza nenhum trabalho efetivo).

Correção do fator de potência

O objetivo da correção do fator de potência é o ganho de eficiência, além de evitar defasagens entre tensão e corrente, não permitindo que os equipamentos operem com cargas desajustadas e sem produção efetiva.

Sabe-se que o baixo fator de potência ocorre quando se consome muita energia reativa em relação à energia ativa. A energia reativa pode ser neutralizada por uma carga capacitiva, assim, o caminho mais seguro para efetivamente corrigir o fator de potência e compensar as cargas indutivas existentes, é fazer a instalação de um banco de capacitores.

Em alguns casos, como em sistemas muito capacitivos como por exemplo, linhas de transmissão, é usado banco de indutores para compensar o efeito capacitivo.

As cargas indutivas produzem um adianto da corrente elétrica em relação à tensão. As cargas capacitivas produzem um atraso da corrente em relação à tensão. O banco de capacitores e o banco de indutores atuam compensando a defasagem entre a tensão e a corrente, basicamente se “opondo” as cargas indutivas.

Causas de baixo fator de potência

Muitas vezes a condição e a manutenção dos equipamentos podem levar a um baixo fator de potência. Considerando a indústria como exemplo, deve ser tomado uma serie de cuidados, além de considerar as situações que podem ser identificadas e corrigidas.

Veja alguns desses fatores que são os maiores causadores de fator de potência baixo em empresas!

  • Motores de baixa potência atuando em conjunto
  • Equipamentos trabalhando sem carga
  • Superdimensionamento de energia
  • Equipamentos com defeito ou muito antigos
  • Iluminação com uso de reatores para lâmpadas
  • Uso de máquinas de solda
  • Aparelhos de tratamento térmico

Por isso é importante que o fator de potência fique dentro dos limites, considerando os valores de cargas indutivas existentes. Assim, o dimensionamento adequado do banco de capacitores é necessário para ter o melhor aproveitamento de energia elétrica.

Corrigir o fator de potência nas empresas trás varias vantagens, veja algumas na lista abaixo.

  • Redução do consumo de energia elétrica
  • Aumento da vida útil das instalações e equipamentos
  • Redução de calor gerado em equipamentos
  • Redução da corrente reativa
  • Evitar manutenção desnecessária em equipamentos
  • Não é necessário trocar as seções de condutor para os de maior bitola
  • Não é necessário trocar de transformador para um de maior capacidade

REFERÊNCIA

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O uso de Controladores de Demanda nas instalações atendidas por contratos de fornecimento de energia elétrica pela concessionária é uma forma de garantir que o sistema não ultrapasse os limites contratuais, resultando na aplicação de multas. Os pequenos consumidores são cobrados apenas pela energia utilizada (consumo). Já os médios e grandes consumidores pagam tanto pela energia quanto pela potência disponibilizada.

A potência aparece nas contas desses consumidores com o nome de demanda que, na verdade, corresponde à potência média verificada em intervalos de 15 minutos. A Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) é quem regulamenta e estabelece estes parâmetros nas contas de energia elétrica.

Mas você sabe o que é um Controlador de Demanda e por que utilizar esse equipamento pode ajudar sua empresa ou indústria a ter mais eficiência energética?

O que é o Controlador de Demanda?

ST8500C Controlador de demandaUm Controlador de Demanda tem como intuito gerir de forma automática a entrada e saída de cargas na rede elétrica, a fim de impedir a ultrapassagem de consumo da demanda contratada, evitando o pagamento de multas pelo excesso de demanda.

O funcionamento de um Controlador de Demanda de Energia Elétrica é muito fácil. O usuário cadastra o valor da potência que contratou com a concessionária e o valor de cada carga que deve ser gerenciada, isto é, que seja ligada e desligada conforme a necessidade. A partir desse momento, o equipamento verifica de tempos em tempos a potência consumida no barramento. Assim, ele vai ligar e desligar as cargas que estão cadastradas para que essa potência consumida no barramento fique sempre abaixo da medida contratada pela concessionária.

A conexão de cargas é gerenciada por reta de carga ou por horário, e a programação de demanda pode ser definida mês a mês. Com o ST8500C da Alfacomp, por exemplo, você pode emitir via software relatórios do controle de demanda. Além disso, a memória de registro deste equipamento é de 60 dias e a programação pode ser realizada via painel, supervisório ou APP.

Porque fazer o controle de demanda em uma indústria

Fazer o controle de demanda é indicado pois, permite além do gerenciamento das cargas por demanda, o gerenciamento das cargas por horário. Isso proporciona, por exemplo, que um grupo gerador seja acionado no horário de ponta, conectando a uma saída programada por horário.

Um controlador de demanda pode ser útil também em instalações fotovoltaicas para evitar a injeção de potência excedente na rede da concessionária. O software supervisório da Alfacomp garante um histórico da instalação, dando ao gestor uma ferramenta de análise de seu uso e consumo de energia elétrica.

A conta de energia elétrica de consumidores de médio e grande porte é composta da soma de parcelas referentes ao consumo, demanda e ultrapassagem. A parcela de consumo é calculada multiplicando o consumo medido pela tarifa de consumo. Já a parcela de demanda é calculada multiplicando-se a tarifa de demanda pela demanda contratada ou pela demanda medida (a maior delas).

Os Controladores ST8500C possuem características específicas para proteger as  máquinas e equipamentos. Entre essas está o tempo de repouso, que é o tempo programado para evitar que uma carga seja religada logo após seu desligamento – o que pode danificar a máquina e diminuir a vida útil das contactoras (que conectam as cargas à rede elétrica). Os Controladores também permitem programar o acionamento e desligamento das cargas com lógica inversa, isto é, desligando a saída do Controlador para cargas ativas, evitando paradas por pane do controle.

O controlador de demanda e a eficiência energética

A utilização de controles de demanda não fica restrita a evitar a multa por descumprimento do contrato. Também é interessante como uma forma de limitar o consumo e consequentemente contingenciar custo de energia elétrica. Por isso é um equipamento para implementar a operação industrial com eficiência energética.

O uso destes equipamentos de controle de demanda podem levar aos consumidores os benefícios do gerenciamento de energia, reduzindo perdas e, em muitos casos, permitindo a diminuição no valor da fatura de energia. Pelo ponto de vista do fornecimento, a existência de um Controle de Demanda nas unidades consumidoras permite um melhor planejamento e maior aproveitamento do sistema de distribuição, minimizando investimentos e aumentando a eficiência energética do setor.

Tarifação

Seguem conceitos e definições envolvidos na sistemática de tarifação:

  • Potência: é a capacidade de consumo de um equipamento elétrico, expressa em Watts (W) ou quilowatts (kW).
  • Energia: é a quantidade de eletricidade utilizada por um aparelho elétrico ao ficar ligado por um determinado tempo. Tem como unidades mais usuais o quilowatt-hora (kWh) ou megawatt-hora (Mwh).

A tarifa de energia elétrica é a composição de valores calculados que representam cada parcela dos investimentos e operações técnicas realizadas pelos agentes da cadeia de produção e da estrutura necessária para que a energia possa ser utilizada pelo consumidor. A tarifa representa, portanto, a soma de todos os componentes do processo industrial de geração, transporte (transmissão e distribuição) e comercialização de energia elétrica. São acrescidos ainda os encargos direcionados ao custeio da aplicação de políticas públicas. Os impostos e encargos estão relacionados na conta de luz.

As empresas concessionárias fornecem energia elétrica a seus consumidores, com base em obrigações e direitos estabelecidos em um contrato de concessão, celebrado com a União, para a exploração do serviço público de distribuição de energia elétrica em sua área de concessão. No momento da assinatura do contrato, a empresa concessionária reconhece que o nível tarifário vigente, ou seja, as tarifas definidas na estrutura tarifária da empresa, em conjunto com os mecanismos de reajuste e revisão das tarifas estabelecidas nesse contrato, são suficientes para a manutenção do seu equilíbrio econômico-financeiro (ANEEL, 2019).

Métodos de tarifação se referem à forma que os consumidores são classificados para a cobrança do seu consumo de energia elétrica. Para o mesmo, deve-se observar a estrutura tarifária e grupos de consumidores (PROCEL, 2011).

Estrutura Tarifária

A estrutura tarifária é um conjunto de tarifas (lista de preços) aplicáveis às componentes de consumo de energia elétrica e/ou demanda de potência, de acordo com a modalidade de fornecimento. Busca refletir as diferenças de custos relacionados ao fornecimento de energia a cada tipo de consumidor. A partir de então, define-se a relatividade dos preços. A estrutura compreende a diferenciação das tarifas, segundo os componentes de consumo e demanda, nível de tensão de fornecimento, classe de consumo, estação do ano, período do dia, localização do consumidor, etc. (BITU; BORN, 1993).

As tarifas de energia elétrica não têm um mesmo valor para todos os consumidores. Elas se diferenciam entre grupos tarifários, de acordo com a tensão de fornecimento, o momento do consumo, o tipo de tarifa e a classe do consumidor. As mesmas podem ser estruturadas e diferenciadas de muitas formas (VIEIRA, 2016).

Teoricamente, poderia ser definida uma tarifa para cada consumidor, porém, dificuldades de diversas naturezas como, por exemplo, as restrições de comercialização, sistema de medição e cobrança, limitam o grau de aprimoramento da estrutura tarifária.

O consumidor paga um preço final que inclui, além das tarifas, as taxas ou encargos, as contribuições e os impostos que são tributos, ou seja, pagamentos obrigatórios que não representam uma punição por ato ilícito e que devem ser previstos em lei (FUGIMOTO, 2010).

As taxas ou encargos independem da quantidade consumida de energia e estão relacionadas com as despesas de atendimento as unidades de consumo. Estão relacionadas aos custos associados ao atendimento dos consumidores, diretamente às unidades de consumo.

Existem taxas especiais como aquelas relacionadas com o consumo adicional de combustíveis nas usinas térmicas. As taxas permitem repassar rapidamente ao consumidor aumento imprevistos nos custos. O preço final de fornecimento pago pelo cliente é a composição da tarifa, contribuições, taxas, com impostos como o ICMS (FUGIMOTO, 2010).

Classificação dos Consumidores

Para fins de faturamento, as unidades consumidoras são agrupadas em dois grupos tarifários, definidos, principalmente, em função da tensão de fornecimento e também, como consequência, em função da demanda. Se a concessionária fornece energia em tensão inferior a 2300 Volts, o consumidor é classificado como sendo do “Grupo B” (baixa tensão); se a tensão de fornecimento for maior ou igual a 2300 Volts, será o consumidor do “Grupo A” (alta tensão). Estes grupos foram assim definidos:

Consumidores do Grupo A

Grupamento composto de unidades consumidoras com fornecimento em tensão igual ou superior a 2,3 kV, ou, ainda, atendidas em tensão inferior a 2,3 kV a partir de sistema subterrâneo de distribuição e faturadas neste Grupo, em caráter opcional, nos termos definidos na Resolução ANEEL n 456, caracterizado pela estruturação tarifária binômia e subdividido nos subgrupos A1, A2, A3, A3a, A4 e AS. A tabela abaixo apresenta estes subgrupos.

Subgrupos

Tensão

A1 Tensão de fornecimento igual ou superior a 230 kV
A2 Tensão de fornecimento de 88 kV a 138 kV
A3 Tensão de fornecimento de 69 kV
A3a Tensão de fornecimento de 30 kV a 44 kV
A4 Tensão de fornecimento de 2,3 kV a 25 kV
AS Tensão de fornecimento inferior a 2,3 kV atendidas a partir de sistema subterrâneo de distribuição e enquadradas neste Grupo em caráter opcional.

Os consumidores deste grupo são cobrados tanto pela demanda quanto pela energia que consomem. Esses consumidores podem enquadrar-se em uma das duas alternativas tarifárias:
• Tarifação convencional;
• Tarifação horo-sazonal.

Tarifação Convencional

O enquadramento na tarifa convencional exige um contrato específico com a concessionária no qual se pactua um único valor da demanda pretendida pelo consumidor (demanda contratada), independentemente da hora do dia (ponta ou fora de ponta) ou período do ano (seco ou úmido).

Os consumidores do Grupo A, subgrupos A3a, A4 ou AS, podem ser enquadrados na tarifa convencional quando a demanda contratada for inferior a 300 kW, desde que não tenham ocorrido, nos 11 meses anteriores, 3 (três) registros consecutivos ou 6 (seis) registros alternados de demanda superior a 300 kW.

A conta de energia elétrica desses consumidores é composta da soma de parcelas referentes ao consumo, demanda e ultrapassagem. A parcela de consumo é calculada multiplicando-se o consumo medido pela tarifa de consumo.

A parcela de demanda é calculada multiplicando-se a tarifa de demanda pela demanda contratada ou pela demanda medida (a maior delas), caso esta não ultrapasse em 10% a demanda contratada.

A parcela de ultrapassagem é cobrada apenas quando a demanda medida ultrapassa em mais de 10% a demanda contratada. É calculada multiplicando-se a tarifa de ultrapassagem pelo valor da demanda medida que supera a demanda contratada (BRASIL, 2000).

Tarifação Horo-Sazonal

Essa modalidade é caracterizada pela aplicação de tarifas diferenciadas de consumo de energia elétrica e demanda de potência de acordo com as horas de utilização do dia e dos períodos do ano.

A estrutura de tarifação horo-sazonal pode ser aplicada, segundo os seguintes modelos de tarifação:

a) Tarifa Verde

O enquadramento na tarifa Verde dos consumidores do Grupo A. Essa modalidade tarifária exige um contrato específico com a concessionária no qual se pactua a demanda pretendida pelo consumidor (demanda contratada), independentemente da hora do dia (ponta ou fora de ponta). Embora não seja explícita, a Resolução 414 de 2010 da Aneel permite que sejam contratados dois valores diferentes de demanda, um para o período seco e outro para o período úmido (BRASIL, 2010). A conta de energia elétrica desses consumidores é composta da soma de parcelas referentes ao consumo (na ponta e fora dela), demanda e ultrapassagem.

A parcela de demanda é calculada multiplicando-se a tarifa de demanda pela demanda contratada ou pela demanda medida (a maior delas), caso esta não ultrapasse em mais de 10% a demanda contratada. A tarifa de demanda é única, independente da hora do dia ou período do ano.
A parcela de ultrapassagem é cobrada apenas quando a demanda medida ultrapassa em mais de 10% a demanda contratada. É calculada multiplicando-se a tarifa de ultrapassagem pelo valor da demanda medida que supera a demanda contratada.

b) Tarifa Horo-sazonal Azul

O enquadramento dos consumidores do Grupo A na tarifação horosazonal azul é obrigatório para os consumidores dos subgrupos A1, A2 ou A3. Essa modalidade tarifária exige um contrato específico com a concessionária no qual se pactua tanto o valor da demanda pretendida pela consumidora no horário de ponta (demanda contratada na ponta) quanto o valor pretendido nas horas fora de ponta (demanda contratada fora de ponta).

Embora não seja explícita, assim como na tarifa verde, a resolução 414 permite que sejam contratados valores diferentes para o período seco e para o período úmido (BRASIL, 2010).

A fatura de energia elétrica desses consumidores é composta pela soma de parcelas referentes ao consumo e demanda e, caso exista, ultrapassagem. Em todas as parcelas observa-se a diferenciação entre horas de ponta e horas fora de ponta (CENTRAIS ELÉTRICAS BRASILEIRAS, 2011).

A parcela de demanda é calculada somando-se o produto da tarifa de demanda na ponta pela demanda contratada na ponta (ou pela demanda medida na ponta, de acordo com as tolerâncias de ultrapassagem) ao produto da tarifa de demanda fora da ponta pela demanda contratada fora de ponta (ou pela demanda medida fora de ponta, de acordo com as tolerâncias de ultrapassagem).

As tarifas de demanda não são diferenciadas por período do ano. A parcela de ultrapassagem é cobrada apenas quando a demanda medida ultrapassa a demanda contratada acima dos limites de tolerância de 5% para os sub-grupos A1, A2 e A3 e 10% para os demais sub-grupos. O valor desta parcela é obtido multiplicando-se a tarifa de ultrapassagem pelo valor da demanda medida que supera a demanda contratada (PROCEL, 2011).

Consumidores do Grupo B

As unidades consumidoras atendidas em tensão inferior a 2,3 kV, ou ainda unidades atendidas em tensão superior a 2,3 kV e faturadas neste grupo, são caracterizadas pela estruturação tarifária monômia (ANEEL, 2000).

Consumidor do grupo B é aquele que recebe energia elétrica na tensão entre 220 e 380 V e tem com a concessionária de energia um contrato de adesão. Contrato de adesão é um instrumento contratual, com cláusulas vinculadas às normas e regulamentos aprovados pela ANEEL, não podendo o conteúdo das mesmas ser modificado pela concessionária ou consumidor, a ser aceito ou rejeitado de forma integral (ANEEL, 2000).

Os consumidores do Grupo B (baixa tensão< 2.300 Volts) são classificados em:

  • B1 – residencial;
  • B2 – rural;
  • B3 – demais classes;
  • B4 – iluminação pública.

Os consumidores de baixa tensão (Grupo B) são classificados ainda de acordo com o número de fases. São três os tipos de fornecimento, conforme o número de fases:

  • Tipo A – monofásico – dois condutores (uma fase e o neutro);
  • Tipo B – bifásico – três condutores (duas fases e o neutro);
  • Tipo C – trifásico – quatro condutores (três fases e o neutro).

Para determinação destes, deverá ser calculada a carga instalada de cada unidade consumidora. Essa carga será o somatório das potências nominais de placa dos aparelhos elétricos e das potências de iluminação declaradas. Quando houver cargas de motores, deverão ser computadas as suas respectivas quantidades e potências individuais (PROCEL,2011).

Nos consumidores enquadrados no Grupo B, apenas o consumo de energia é faturado, não existindo cobrança relativa à demanda de potência (PROCEL, 2011).

Horários Fora de Ponta e de Ponta

O horário de ponta (P) é o período definido pela distribuidora e composto por 3 (três) horas diárias consecutivas, exceção feita aos sábados, domingos, terça-feira de carnaval, sexta-feira da Paixão, “Corpus Christi”, e oito dias de feriados conforme descrito na resolução ANEEL 414, considerando a curva de carga do seu sistema elétrico, aprovado pela ANEEL para toda a área de concessão. O horário fora de ponta (F) é o período composto pelo conjunto das horas diárias consecutivas e complementares àquelas definidas no horário de ponta (VIANA; BORTONI; NOGUEIRA, 2012).

Horários de ponta e fora de ponta para uma unidade consumidora

Controle de demandaFonte: Viana, Bortoni e Nogueira (2012).

Ainda segundo Viana, Bortoni e Nogueira (2012), estes horários são definidos pela concessionária em virtude, principalmente, da capacidade de fornecimento que a mesma apresenta. A curva de fornecimento de energia típica de uma concessionária pode ser vista através da figura abaixo, onde o maior valor de demanda ocorre geralmente no horário de ponta.

Curva típica de fornecimento de potência de uma concessionária

Controle de demanda

Fonte: Viana, Bortoni e Nogueira (2012).

Períodos seco e úmido

Estes períodos guardam, normalmente, uma relação direta com os períodos onde ocorrem as variações de cheias dos reservatórios de água utilizados para a geração de energia elétrica. O período Seco corresponde ao período de 07 (sete) ciclos de faturamento consecutivos iniciando-se em maio e finalizando-se em novembro de cada ano; é, geralmente, o período com pouca chuva. O período Úmido corresponde ao período de 05 (cinco) ciclos de faturamento consecutivos, compreendendo os fornecimentos abrangidos pelas leituras de dezembro de um ano a abril do ano seguinte; é, geralmente, o período com mais chuva (CARVALHO, 2011).

Demanda de energia elétrica

Conforme a Resolução 456 da ANEEL no Art. 2º, § VIII, demanda é a média das potências elétricas ativas ou reativas, solicitadas ao sistema elétrico pela parcela da carga instalada em operação na unidade consumidora, durante um intervalo de tempo especificado. Assim, esta potência média, expressa em quilowatts (kW) e quilovolt-ampère-reativo (kvar), respectivamente. Pode ser calculada, por exemplo, dividindo-se a energia elétrica absorvida pela carga em um certo intervalo de tempo Δt, por este intervalo de tempo Δt, podendo ser expressada pela equação abaixo.

Controle de demanda

No Brasil o intervalo de tempo (período de integração) é de 15 minutos, portanto, em um mês teremos: 30 dias x 24 horas / 15 minutos = 2880 intervalos (ANEEL, 2019).

Segundo Suppa e Terada (2010), temos os métodos de medição síncrona e assíncrona. O método de medição síncrona é aquele utilizado por todas as concessionárias brasileiras e pela maioria dos países, medindo a energia ativa num determinado intervalo de tempo que pode variar de 15 à 60 minutos na maioria dos casos.

Na prática, o que se faz é integrar os pulsos de energia dentro deste intervalo, por isso chamado de intervalo de integração, obtendo o que chamamos de demanda de energia ativa, ou seja, a demanda é a energia média consumida em cada intervalo de 15 minutos não existindo plenamente antes do fechamento do intervalo.

Geralmente a concessionária fatura pelos maiores valores registrados nos períodos de fora-ponta e ponta ou pelos valores contratados, os que forem maiores. A cada início do intervalo de integração o consumo é zerado dando início a uma nova contagem. Se ao final do intervalo o valor médio de fechamento for superior ao limite permitido o usuário arcará com pesadas multas por ultrapassagem.

Ainda conforme resolução são adotadas algumas definições entre a distribuidora e o consumidor por meio de contratado de prestação de serviço, sendo eles (ANEEL, 2019):

  • Demanda: média das potências elétricas ativas ou reativas, solicitadas ao sistema elétrico pela parcela da carga instalada em operação na unidade consumidora, durante um intervalo de tempo especificado.
  • Demanda contratada: demanda de potência ativa a ser obrigatória e continuamente disponibilizada pela concessionária, no ponto de entrega, conforme valor e período de vigência fixados no contrato de fornecimento e que deverá ser integralmente paga, seja ou não utilizada durante o período de faturamento, expressa em quilowatts (kW);
  • Demanda de ultrapassagem: parcela da demanda medida que excede o valor da demanda contratada, expressa em quilowatts (kW);
  • Demanda medida: maior demanda de potência ativa verificada por medição, integralizada no intervalo de 15 (quinze) minutos expressa em quilowatts (kW);
  • Demanda faturável: valor da demanda de potência ativa identificada de acordo com os critérios estabelecidos e considerados para fins de faturamento, com aplicação da respectiva tarifa, expressa em quilowatts (kW).

Para o faturamento do consumo, acumula-se o total de kWh consumidos durante o período: fora de ponta seca ou fora de ponta úmida, e ponta seca ou ponta úmida. Para cada um desses períodos, aplica-se uma tarifa de consumo diferenciada, e o total é a parcela de faturamento de consumo. Evidentemente, as tarifas de consumo nos períodos secos são mais elevadas que nos períodos úmidos, e no horário de ponta é mais cara que no horário fora de ponta (PROCEL, 2011).

A cobrança é sempre em função da demanda contratada e do consumo. Quando se contrata uma demanda, na verdade, se está solicitando que a empresa fornecedora disponibilize uma determinada quantidade de energia para ser consumida. Dessa maneira, poderão ocorrer três casos de cobrança (PROCEL, 2011):

  • Demanda registrada inferior à demanda contratada: aplica-se a tarifa de consumo e demanda correspondente ao valor contratado;
  • Demanda registrada superior à demanda contratada, mas dentro da tolerância de ultrapassagem: aplica-se a tarifa de consumo e de demanda correspondente à demanda
  • Demanda registrada superior à demanda contratada e acima da tolerância: aplica-se a tarifa consumo e de demanda correspondente à demanda contratada, e soma-se a isso a aplicação da tarifa de ultrapassagem, correspondente à diferença entre a demanda registrada e a demanda contratada. Ou seja, paga-se tarifa normal pelo contratado, e tarifa de ultrapassagem sobre todo o excedente.

Ultrapassagem da Demanda

De acordo a Aneel (2018), a demanda de energia é contratada junto à concessionária (paga-se por ela independente do uso). A monitoração da demanda é realizada pela média dos 15 minutos de integração. Sua medição é realizada com base na “média” dos 15 minutos de integração de demanda. A ultrapassagem de demanda elétrica é controlada com base nos valores médios da integração de 15 minutos, ou seja, a demanda média de 15 minutos não pode ultrapassar a demanda contratada. Caso ocorra a ultrapassagem, a concessionária cobrará a multa com base no maior valor registrado. De acordo com o tipo de consumidor, existe uma tolerância sobre o valor de demanda contratada para que não haja cobrança de multas, conforme definido na Resolução 456 de 29 de novembro de 2000, Art. 2°, § VIII:

  • 5%, para as unidades cuja tensão de fornecimento seja maior ou igual a 69 kV (tarifa azul);
  • 10%, para as unidades cuja tensão de fornecimento seja menor que 69 kV e no mês de faturamento, a demanda para fora de ponta (tarifa azul) e a demanda (tarifa verde), sejam superiores a 100 kW;
  • 20%, para as unidades atendidas com tensão inferior a 69 kV, e no mês de faturamento, a demanda fora de ponta (tarifa azul) e demanda (tarifa verde) de 50 a 100 kW.

Controle de demanda

Segundo F.S Ozur (2011), O controlador de demanda é um equipamento eletrônico que tem como função principal manter a demanda de energia ativa de uma unidade consumidora, dentro de valores limites pré-determinados, atuando, se necessário, sobre alguns parte dos Controladores de Demanda controla também o fator de potência e o consumo de energia. Controlar a demanda é fundamental, não só para o consumidor diminuir seus custos com energia elétrica, mas também para a concessionária que necessita operar de forma bem dimensionada evitando interrupções ou má qualidade de fornecimento.

Exemplo de controlador de demanda

Os controladores de demanda ST8500C foram desenvolvidos pela Alfacomp para, através do monitoramento contínuo e do gerenciamento adequado de cargas, manterem a potência elétrica dentro de limites pré-estabelecidos.

A programação e operação dos equipamentos é bem simples, pois os mesmos são compatíveis com outras ferramentas importantes, como interfaces de medidores de energia padrão, segundo a norma ABNT NBR14522.

Além disso, o ST8500C mede e registra diversas grandezas elétricas (memória para 30 dias de registros), oferecendo ao usuário um exame completo do sistema de energia da sua instalação. Também é possível utilizar o equipamento em conjunto com o software ST-Conecta (software que acompanha o produto), que permite maximizar a análise e o gerenciamento dos dados.

Mais do que simples controladores de demanda de potência, os equipamentos ST8500C constituem poderosos sistemas de gerenciamento de energia elétrica.

Princípio de funcionamento

Os controladores ST8500C recebem informações contínuas da potência da carga por meio da interface serial de usuário, opto-acoplada, padronizada através da norma NBR14.522 (ABNT), disponível em medidores eletrônicos de potência. As informações, no modelo com TC´s, podem ser repassadas via conexão do barramento elétrico, com o uso de transformadores de corrente (TC X/5) e sinais de tensão. A demanda de energia elétrica da carga é calculada através de algoritmos matemáticos.

Conforme a necessidade, ou seja, sempre que a demanda projetada ficar acima do set-point, os controladores ST8500C desativam uma ou mais cargas, promovendo a sua correção. Da mesma forma, toda vez que a demanda projetada ficar abaixo do estipulado, o controlador ativa uma ou mais cargas.

Os controladores ST8500C possuem diversas características que objetivam proteger suas máquinas e equipamentos. Entre essas está o tempo de repouso, que é o tempo programado para evitar que uma carga seja religada logo após seu desligamento – o que pode danificar a máquina e diminuir a vida útil das contactoras (que conectam as cargas à rede elétrica). Os controladores também permitem programar o acionamento e desligamento das cargas com lógica inversa, isto é, desligando a saída do controlador para cargas ativas, evitando paradas por pane do controle.

Inspeção visual

Antes da instalação, proceda a uma cuidadosa inspeção visual para certificar-se de que o produto não apresenta danos causados pelo transporte.

Esquemas elétricos de ligações

Na sequência, as figuras mostram os esquemas de ligação dos controladores ST8500C.

1. Modelo com entrada por TC

ST8500C Controlador de demanda

2. Modelo com entrada opto-acoplada

ST8500C Controlador de demanda

Conexões de acionamento

ST8500C Controlador de demanda

Observações importantes na instalação do equipamento

  • No modelo com transformadores de corrente (TCs), a relação de transformação deve ser X/5A.
  • Cada acionamento da contactora deve ser protegido com um fusível individual.
  • A fiação que mede a tensão deve ser colocada em dutos separados do comando das contactoras com uma distância de, no mínimo, 10 cm.
    A fiação também não deve passar nos dutos dos cabos de potência, onde circulará a corrente da carga.
  • Tome cuidado com a tensão de alimentação e a forma de ligação das contactoras. O fio comum das contactoras deve ser diferente do utilizado
    na alimentação do controlador. Lembre que a tensão/corrente máxima de cada saída de acionamento é de 250VAC/5A.
  • A tensão máxima de alimentação do controlador, que serve para o equipamento trabalhar, é de 270VAC, enquanto a tensão de medição,
    usada para cálculos para informação no mostrador, pode ir até 600VAC.
  • No modelo opto-acoplado é necessário aplicar tensão à entrada de medição para que sejam mostrados, no menu de medidas elétricas,
    tanto o parâmetro de tensão como o de corrente. Do contrário, esses dois parâmetros serão zerados.

Atenção!

A alimentação de tensão do ST8500C pode ser de qualquer fonte, desde que se mantenha na faixa de 80 a 270 VCA.

Painel frontal do controlador de demanda

ST8500C Controlador de demanda

OBS: A iluminação do display do ST8500C (backlight) só é acionada quando uma tecla é pressionada. Caso nenhuma tecla seja pressionada no período de 3 minutos, a iluminação desligará automaticamente.

LEDs indicadores

  • OK Equipamento ligado
  • ST Aceso, indica algum alarme ativo
  • RX Indica canal serial recebendo dados
  • TX Indica canal serial transmitindo dados

REFERÊNCIA

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Os medidores de vazão eletromagnéticos utilizam a Lei de Faraday para detectar e medir a vazão. Dentro de um transmissor de vazão eletromagnético existe uma bobina que gera um campo magnético e eletrodos que capturam o campo elétrico resultante do movimento do líquido que está sob o campo magnético.
Segundo a Lei de Faraday, movendo líquidos condutivos dentro de um campo magnético, gera-se uma força eletromotriz (voltagem). Ou seja, a velocidade do fluxo do líquido movendo dentro do campo magnético gera um campo elétrico proporcional. O campo elétrico E é proporcional a V x B x D (velocidade x campo magnético x diâmetro).


Os transmissores de vazão eletromagnéticos apresentam as seguintes características:

  • Não são afetados por temperatura, pressão, densidade ou viscosidade do líquido;
  • Detectam a vazão também em líquidos contaminados por sólidos e bolhas;
  • Não causam perda de pressão;
  • Não utilizam partes móveis e por isso são mais confiáveis;

Não podem ser utilizados em líquidos que não sejam condutivos.
A condutividade expressa a facilidade com que o líquido permite a condução da corrente elétrica. A condutividade é medida em S/cm (siemens por centímetro).  A água comum da torneira tem condutividade média de 100 a 200 μS/cm, água mineral de 500 μS/cm ou mais, e água pura de 0.1 μS/cm ou menos.

O transmissor de vazão eletromagnético TVE20 permite a medição da vazão de líquidos em tubulações de 10 a 350 milímetros de diâmetro utilizando o princípio eletromagnético baseado na Lei de Faraday.

Características principais

  • Estrutura de múltiplos eletrodos;
  • Alta precisão;
  • Sem partes móveis;
  • Ampla faixa de medição;
  • Alimentação: 85 a 265 VCA ou 18 a 36 VCC;
  • Não obstrui o fluxo do líquido medido;
  • Diversas opções de flanges;
  • Diversas opções de frequências de operação;
  • Permite detectar a direção do líquido;
  • Eletrônica resistente a surtos elétricos;

Aplicações

  • Água e esgoto;
  • Indústria química;
  • Indústria de alimentos;
  • Agricultura;
  • Tratamento de efluentes.

Especificações técnicas do transmissor de vazão TVE20

  • Tamanho: DN10 a DN350
  • Meio: Líquidos condutivos
  • Temperatura do meio: Classe E∠60°C Grau CH∠180°C
  • Precisão: 0,25% a 0,5%
  • Repetibilidade: 0,1% a 0,17%
  • Pressão da tubulação: 0,6, 1,0, 1,6, 2,5, 4,0, 6,4 MPa (ou especificado pelo cliente)
  • Indicações do display: Vazão instantânea, totalização, velocidade, taxa de vazão
  • Sinais de saída: 4 a 20mA, pulsos, RS485, Hart
  • Alimentação: 85 a 265 VCA ou 18 a 36 VCC
  • Tipo de conversor: Integrativo
  • Proteção: IP65/IP68
  • A prova de explosão: Ex deibmb IIC T3 ~ 6
  • Velocidade: 0,05 a 12 m/s
  • Revestimento:   PU (DN25 a DN500) / F4 (PTFE) (DN25 a DN1600) / F46 (FEP) (DN10 a DN200) / PFA (DN10 a 30)
  • Direção do fluxo: Direto e reverso
  • Material do eletrodo:  316L, Pt, Ta, Ti, HB, HC, WC
  • Número de eletrodos: 3 a 6 unidades
  • Material do flange: SS/CS
  • Alarme (normalmente aberto): Vazio, excitação, limite superior e limite inferior
  • Temperatura ambiente: -30°C a 60°C
  • Protocolo de comunicação:  Modbus, Hart

Faixas de medição (m3/h)

DN (mm)

Faixa de medição

Precisão

DN (mm)

Faixa de medição

Precisão

DN10 0,014 a 3,39 0,08 a 2,82 DN300 12,7 a 3052 76 a 2543
DN15 0,03 a 7,63 0,19 a 6,35 DN350 17,3 a 4154 103 a 3461
DN20 0,06 a 13,56 0,33 a 11,34 DN400 22,6 a 5425 1355 a 4521
DN25 0,09 a 21,19 0,52 a 17,66 DN450 28,6 a 6867 171 a 5722
DN32 0,14 a 34,72 0,86 a 29,93 DN500 35,3 a 8478 211 a 7065
DN40 0,23 a 54,25 1,35 a 45,21 DN600 51 a 12208 305 a 10173
DN50 0,35 a 84,78 2,12 a 70,65 DN700 69 a 16616 415 a 13847
DN65 0,6 a 143 3,58 a 119 DN800 90 a 21703 542 a 18086
DN80 0,90 a 217 5,43 a 180 DN900 114 a 27468 686 a 22890
DN100 1,41 a 339 8,48 a 282 DN1000 141 s 33912 847 a 28260
DN125 2,21 a 529 13,25 a 441 DN1200 203 a 48833 1221 a 40694
DN150 3,18 a 763 19,08 a 635 DN1400 277 a 66467 1662 a 55389
DN200 5,65 a 1356 33,91 a 1130 DN1600 361 a 86814 2171 a 72345
DN250 8,83 a 2119 52,99 a 1766 DN1800 457 a 109874 2747 a 91562

Dimensões do transmissor de vazão eletromagnético TVE20 (mm)

DN

H

L

D1

D

n-fd1

C

Pressão

10 160 260 60 90 4-f14 14 PN4.0
15 265 65 95 4-f14 14
20 272 75 105 4-f14 16
25 280 85 115 4-f14 16
32 290 100 140 4-f18 18
40 200 305 110 150 4-f18 18
50 320 125 165 4-f18 20
65 335 145 185 4-f18 20 PN1.6
80 350 160 200 8-f18 20
100 250 370 180 220 8-f18 22
125 405 210 250 8-f18 22
150 300 435 240 285 8-f22 24
200 350 495 295 340 12-f22 24
250 400 545 350 395 12-f22 26 PN1.0
300 500 595 400 445 12-f22 26
350 630 460 505 16-f22 26
400 600 685 515 565 16-f26 26
450 735 565 615 20-f26 28
500 790 620 670 20-f26 28
600 900 725 780 20-f30 34
700 700 1035 840 895 24-f30 30
800 800 1140 950 1015 24-f33 32
900 900 1245 1050 1115 28-f33 34
1000 1000 135 1160 1230 28-f36 34
25 160 280 100 140 4-f18 24 PN6.4
32 290 110 155 4-f22 24
40 200 305 125 170 4-f22 26
50 320 135 180 4-f22 26
65 340 160 205 8-f22 26
80 350 170 215 8-f22 28
100 250 375 200 250 8-f26 30
125 415 240 295 8-f30 34
150 300 485 280 345 8-f30 36
200 350 520 345 415 12-f36 42
250 400 570 400 470 12-f36 46
300 500 625 460 530 16-f36 52
350 680 525 600 16-f39 56

Como selecionar o material do eletrodo

Eletrodo

Aplicação

Não adequado para

316L Água doméstica, água industrial, água bruta, esgoto doméstico, ácidos leves, alcalinos leves, água salgada. Ácidos fortes, alcalinos fortes.
Hastelloy alloy B Ácidos não oxidantes com concentração menor que 10%, hidróxido de Sódio com concentração menor que 50%, hidróxido de amônia, ácido fosfórico, ácidos orgânicos. Ácido nítrico.
Hastelloy C Ácidos compostos (como soluções de ácido de cromo e ácido sulfúrico), sais oxidantes (como água do mar, incluindo CU+++, Fe+++). Ácido hidro clorídrico.
Titânio Sais (como cloretos de sódio e de potássio, sais de amônia, hipoclorito sódico), hidróxido de potássio < 50%, hidróxido de amônia, hidróxido de bário, soluções alcalinas. Ácido clorídrico, ácido sulfúrico, ácido fosfórico, ácido hidro fluorídrico e outros ácidos redutores.
Tântalo Ácido hidro clorídrico < 40%, ácido sulfúrico, dióxido de cloro, cloreto de ferro, ácidos hipoclóricos, cloreto de sódio, acetato de chumbo, ácido nítrico. Soluções alcalinas, ácido hidro fluorídrico.
Ouro platina Praticamente todas as soluções alcalinas. Água régia, sal de amônia.

Como selecionar o material do revestimento

Selecionar de acordo com o líquido e a temperatura.

Revestimento

Símbolo

Desempenho

Temperatura

Aplicação

Borracha CR Resistência à altas concentrações sais ácidos e básicos. ≤70oC Água doméstica e industrial, água do mar.
PTFE PTFE Estável e resistente à líquidos em ebulição, ácidos, água régia e alcalinos concentrados. ≤150oC Ácidos corrosivos, soluções salinas.
Propileno etileno fluorado F46 ou FEP Propriedades químicas equivalentes as do F4, resistência a tração superior à do F4. ≤180oC Soluções corrosivas e salina, pressões negativas.
Poliuretano PU Alta resistência ao desgaste, não adequado para ácidos. ≤70oC Lama, polpas e outros abrasivos.

Solicite informações adicionais ou uma cotação

Você sabe como funcionam as entradas analógicas 4 a 20 mA do CLP e o motivo pelo qual as mesmas são tão sensíveis?

Este artigo trata disso e propõe uma solução simples para proteger as entradas analógicas de 4 a 20 mA  do CLP.

Como funcionam a entradas analógicas 4 a 20 mA do CLP

A maioria das entrada 4 a 20 mA dos CLPs de mercado possuem um resistor de cerca de 150 a 200 ohms em sua entrada. Veja abaixo um circuito típico.SS2701 - Protetor contra surtos na entrada analógica

No exemplo da figura acima, mostramos um transmissor hidrostático de nível.

Esse tipo de sensor é muito utilizado para medir nível de água em reservatórios pertencentes ao sistema de abastecimento de água municipal.

O transmissor hidrostático de nível trabalha submerso e, por estar em contato direto com a água, é um caminho para surtos elétricos que normalmente entram pela rede e buscam a terra.

Quando um sensor hidrostático de nível queima por surto, com frequência deixa de funcionar como regulador de 4 a 20 mA e entrega na saída os 24 V sem limitação.

Seja um transmissor hidrostático de nível, um sensor de pressão, ou qualquer outro instrumento de campo que, ao invés de entregar uma corrente de 4 a 20 mA, entrega os 24 V da alimentação diretamente à entrada analógica, isso irá danifica a entrada analógico pelo excesso de tensão e corrente.

O que acontece quando o sensor entra em curto e fornece os 24 V, sem limite de corrente, à entrada analógica 4 a 20 mA?

Digamos que a entrada analógica é dotada de um resistor de 200 ohms. A corrente sobre o resistor será:

I = 24V / 200 ohms = 120 mA e a Potência sobre o resistor P = 24 V x 120 mA = 2,88 W

Os resistores utilizados nas entrada analógica dos CLP não são dimensionados para suportar essa potência e fatalmente queimam.

Solução para proteger a entrada analógica contra o excesso de corrente

A solução é simples; precisamos de um limitador de tensão e de um limitador de corrente trabalhando em conjunto.

Como limitador de tensão utilizamos o diodo TVS e como limitador de corrente utilizamos o termistor PTC.

SS2701 - Protetor contra surtos na entrada analógica

Utilizando a solução apresentada, quando o sensor de campo entra em curto, e os 24 V da fonte passam direto, o diodo TVS irá conduzir, limitando em 6 V a tensão na entrada analógica.

A corrente sobre o termistor PTC ao tentar ultrapassar os 50 mA fará o PTC aquecer e alterar sua resistência original de cerca de 2 ohms para uma resistência que limita a corrente em 50 mA.

No caso do circuito apresentado, a resistência do PTC irá alterar para cerca de: R = (24 V – 6 V) / 50 mA = 360 ohms.

Sobre o resistor de 200 ohms da entrada analógica a tensão resultante será de 6 V, e a corrente de 30 mA, resultando em uma potência máxima de 180 mW, que não é suficiente para danificar o componente.

O Termistor funciona como um fusível rearmável, pois após a substituição do sensor danificado (em curto), e tendo cessada a corrente excessiva, o PTC irá esfriar e voltar a ter apenas 2 ohms de resistência.

O PTC selecionado é do tipo especialmente desenvolvido para proteção contra sobre corrente. A linha Resettable Fuses – Multifuse® PPTC da Bourns é um exemplo desses componentes.

O diodo TVS é um diodo rápido especialmente desenvolvido para absorver surtos de sobretensão e muito utilizado em circuitos DPS (Dispositivo de Proteção Contra Surtos).

Circuito protetor completo para entradas analógicas 4 a 20 mA de CLP

Apresentamos agora um circuito completo de um DPS para a proteção de entradas 4 a 20 mA.

SS2701 - Protetor contra surtos na entrada analógica

O circuito apresentado protege não só canal analógico, mas também a alimentação 24 V que é fornecida ao sensor de campo.

A proteção se dá em três estágios, por meio dos três tipos de supressores de sobretensão:

  • Centelhador a gás;
  • Varistor de óxido metálico;
  • Diodo TVS.

Os indutores que separam cada etapa da proteção ajudam a retardar e amortecer o surto.

Circuito impresso do DPS para entradas analógicas 4 a 20 mA

SS2701 - Protetor contra surtos na entrada analógica

QTD         DESCRIÇÃO

  • 4              CN1, CN2 – AKZ-700 – 2
  • 1              D1 – P6KE30A  (TVS)
  • 1              D2 – P6KE6A  (TVS)
  • 1              F1 – Fusível rearmável (PTC) 50 mA
  • 1              F2 – Fusível rearmável (PTC) 50 mA
  • 4              L1, L2, L3, L4 – Indutor 100uH
  • 2              RV1, RV2 – S10K30 (Varistor)
  • 2              SA1, SA2 – 75V (centelhador a gás)
  • 1              Espaçador 15 mm
  • 1              Pé Fêmea RS75
  • 1              Pé Macho RS75
  • 1              PCI  SS2701

Solicite informações adicionais ou uma cotação do protetor de entradas analógicas

O módulo SS2702 constitui um protetor de canais analógicos contra surtos elétricos causados por sobre tensões na fiação de campo. Montado em circuito impresso e alojado em suporte plástico para fixação em trilho DIN, o módulo incorpora cinco circuitos de proteção contra surtos, sendo um para evitar que surtos danifiquem o circuito de alimentação em 24V e os outros quatro para proteção de canais analógicos. Cada circuito é dotado de fusível, centelhador a gás, varistor de óxido metálico, diodo supressor e indutores. O módulo substitui com vantagens de custo, espaço e tempo de montagem, um arranjo de quatro protetores, cinco fusíveis e dezesseis bornes. Um dos diferenciais do produto é o fato de ser o único do mercado dotado de fusíveis rearmáveis (PTC).

Saiba mais 

O que é a TELEMETRIA DE ÁGUA E ESGOTO com LoraWan?

Trata-se de um sistema eletrônico de automação, monitoração e controle dos reservatórios e estações elevatórias de água e esgoto, ETAs (Estações de Tratamento de Água), ETEs (Estações de Tratamento de Esgoto) e demais pontos de interesse como Boosters (Estações de Pressurização), VRPs (Válvulas Reguladoras de Pressão) e pontos de medição de pressão e vazão da rede de distribuição de água tratada. Todo o controle se dá no CCO (Centro de Controle e Operação).

Por que implantar a telemetria com LoraWan?

Em um município sem sistema de telemetria, é a população que avisa a companhia de água e esgoto quando ocorre uma falha no abastecimento.

O sistema de automação e telemetria com LoraWan é necessário para:

  • Garantir o abastecimento da população;
  • Monitorar em tempo real o funcionamento de estações elevatórias, reservatórios, medidores de vazão e demais dispositivos elétricos e hidráulicos do sistema;
  • Armazenar e apresentar dados históricos sobre a qualidade do abastecimento;
  • Alarmar vazamentos, falhas de operação, falhas de equipamentos, intrusões, valores anormais de níveis, pressões e vazões;
  • Prevenir e minimizar perdas;
  • Enfim, garantir a qualidade dos serviços prestados.

O que é a tecnologia LoraWan?

LoRa é uma tecnologia sem fio, assim como o Wi-Fi, LTE, NB-IoT, entre outras. Seu potencial é infinito e foi criado para sua aplicação em IoT. LoRa deriva de (Long Range wireless communication) – Comunicação sem fio de longo alcance. Entre muitas de suas vantagens está a ampla faixa de cobertura e o baixo consumo de energia que proporciona. É a opção perfeita para soluções que requerem baixa largura de banda de dados e operação autônoma de longa duração, como é o caso da telemetria do saneamento.

O que é LoraWAN?

LoraWAN é o protocolo de rede que utiliza a tecnologia Lora. Esse protocolo é a camada superior da comunicação LoRa, e utiliza Media Access Control (MAC). LoraWAN é a camada de software que define como os dispositivos conectados usam a tecnologia LoRa. LoraWAN define os formatos de mensagem e a forma como as mensagens são trocadas entre os componentes da rede.

Como funciona a telemetria do saneamento com a tecnologia LoraWan?

O sistema de telemetria é composto por unidades remotas e por um CCO (Centro de Controle e Operação.

Dotado de computadores e monitores, o CCO permite que a equipe de operação supervisione e controle o funcionamento de todo o sistema de abastecimento de água do município. Do centro de operações é possível comandar de forma automática e manual o funcionamento de elevatórias, reservatórios, boosters, válvulas, comportas, macro medidores de vazão e qualquer outro dispositivo eletromecânico. Toda a comunicação se dá via rádio.

A comunicação entre as unidades remotas e CCO se pela aplicação de gateways Lora que transmitem e recebem dados da nuvem LoraWAN, através de concentradores de comunicação públicos ou privados.

Unidade remota de telemetria de reservatório com LoraWan

A forma mais usual para garantir o abastecimento de água em um bairro ou região de um município consiste em construir reservatórios em pontos elevados da área atendida, ou construir reservatório elevados quando a região é plana. A água é conduzida aos pontos de consumo por gravidade e o sistema de abastecimento municipal tem como missão, manter os reservatórios abastecidos.

Unidade remota de telemetria de elevatória com LoraWan

Cabe à estação elevatória de água a função de manter o reservatório abastecido. Para tanto, a informação do nível do reservatório deve ser transmitida à elevatória para que essa, por sua vez, comande o funcionamento dos grupos moto bombas de maneira a manter o reservatório sempre com o nível dentro dos níveis predefinidos de operação.

A informação de nível de cada reservatório é repassada à sua respectiva estação elevatória pelo sistema da comunicação via rádio, centralizado no CCO.

Nesse tipo de configuração o reservatório terá dois níveis (set points) pré-definidos pela operação:

  • Nível de liga: O nível de liga é mais baixo que o nível de desliga e é aquele nível, que quando atingido, indica para a lógica de comando da elevatória que o grupo moto-bomba deve ser ligado.
  • Nível de desliga: O nível de desliga é mais alto que o nível de liga e é aquele nível, que quando atingido, indica para a lógica de comando da elevatória que o grupo moto-bomba deve ser desligado.

A tecnologia LoraWan na telemetria do saneamento

A figura acima apresenta uma topologia típica de uma elevatória de água tratada  de um sistema de distribuição de água tratada municipal. O diagrama mostra os componentes básicos de uma elevatória composta por dois conjuntos moto bomba, principal e reserva, e apresenta também o reservatório abastecido por essa elevatória, que pode estar distante quilômetros da elevatória.

Painel de telemetria com LoraWan

A figura a seguir mostra um exemplo de unidade remota de telemetria utilizada na automação da estação elevatória e reservatórios.

A tecnologia LoraWan na telemetria do saneamento

RAK7431 – Rádio modem LoraWan RS485

RAK7431 - Rádio modem LoraWan RS485

RAK7431 – Rádio modem LoraWan RS485

RAK7431 WisNode Bridge Serial é um conversor RS485 para LoRaWAN projetado para aplicações industriais. O dispositivo retransmite dados ModBUS usando a rede LoRaWAN como meio de transmissão sem fio de e para os dispositivos finais.

O RAK7431 pode operar em todas as bandas LoRaWAN dentro dos parâmetros padrão definidos pela LoRa Alliance. Seu alcance em ambiente aberto é de mais de 15 km e em casos industriais, onde existem obstruções pesadas no caminho do sinal de RF, o desempenho é melhorado em comparação aos sistemas sem fio convencionais devido às características do LoRa como técnica de modulação. Isso permite uma qualidade de sinal consistentemente boa dentro dos limites de grandes fábricas, escritórios densamente povoados, armazéns, etc.

Estes dispositivos compatíveis com RS485 podem endereçar até 16 nós terminais de clientes. A conversão de e para estruturas LoRa é perfeita e permite controle e monitoramento em tempo real de vários dispositivos RS485, para acessar e controlar os nós terminais RS485.

Plataforma Eagle IoT industrial

Eagle - Plataforma IoT industrial

É um conjunto de soluções de hardware e software com a tecnologia Internet das Coisas (IoT) e foco na Gestão de Utilidades e Gestão de Ativos. A Plataforma Eagle IoT industrial foi desenvolvida para:

  • Redução de Custos Operacional;
  • Manutenção preventiva e preditiva;
  • Disponibilização de informações para a tomada de decisão.

A solução permite coletar informação em tempo real, a baixo custo e com agilidade e flexibilidade, para ganho de eficiência.

Áreas de aplicação da Plataforma Eagle IoT industrial

  • Grupos geradores;
  • Usinas solares;
  • Energia;
  • Iluminação;
  • Saneamento;
  • Climatização;
  • No-breaks;
  • Sistemas de aquecimento;
  • Gestão de utilidades.

Topologia da Plataforma Eagle IoT Industrial

Eagle - Plataforma IoT industrial

Gateways IG-8K e IG-9K

Eagle - Plataforma IoT industrialOs gateways Eagle são gateways WIFI/Ethernet/Celular para comunicação com equipamentos dotados de comunicação MODBUS e publicação dos dados coletados junto a eles a um broker MQTT.

Os mesmos podem operar, também, em modo Transparente (Bridge) em conjunto com sistemas on-premise, tornando bidirecional a comunicação no parque instalado, bem como coletar informações medidores de energia para posterior publicação.

Os gateways possuem FOTA (Firmware Over-The-Air ), possibilitando atualização remota sem necessidade de cabos e softwares de programação, auxiliando na manutenção à distância, de todos os gateways instalados em campo.

Conectividade

WiFi (802.11 b/g/n) – Utilizando antena externa 1, é possível estabelecer conexão sem fios à redes locais utilizando IP Fixo ou Dinâmico (DHCP).
Fast Ethernet (100Mbps) – Através do conector RJ45, o gateway pode se conectar a uma rede Ethernet cabeada, obtendo IP Fixo ou Dinâmico (DHCP).
Rede Celular (LTE, CAT-M1, NBIoT, 2G, 4G e pronto para o 5G) – IG-9k/M possui conexão com redes celulares, sendo capaz de utilizar os mesmos protocolos das redes WiFi e ETH.

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Quando iniciei minha jornada na automação industrial há 28 anos, alguns modelos de CLP ainda utilizavam memórias EPROM. Ou seja, era necessário escrever o programa, compilar, gravar a EPROM, inserir a EPROM no soquete e testar a alteração. Eu costumava ter meia dúzia de EPROMs no apagador para ir alterando o programa, gravando e testando.

De lá para cá muita coisa mudou e o CLP passou a ser um produto de prateleira, uma “commodity”. Qualidade não é mais uma opção, todos têm ou estão fora do mercado. Nesses 28 anos desenvolvendo sistemas de controle e automação, grandes marcas se consagraram e novas marcas estão surgindo, é necessário critério para escolher.

Hoje quem manda é o mercado, o consumidor, e ele está cada dia mais criterioso. Reuni neste artigo alguns aspectos que considero importantes de serem considerados na hora de escolher o CLP para o próximo projeto, e quem sabe para os próximos anos.

10 fatores determinantes na escolha do CLP

  1. Suporte técnico
  2. Custo-benefício
  3. Custo da ferramenta de programação
  4. Desempenho do processador
  5. Relógio de tempo real
  6. Capacidade de simulação do programa sem necessidade de conectar ao CLP
  7. Portas de comunicação
  8. Protocolos de comunicação
  9. Capacidade de programação remota
  10. Facilidade de manutenção

Como a Alfacomp e a Haiwell abordam os 10 fatores

CLP - 10 fatores decisivos na escollha

1 – Suporte técnico

Pense no CLP que você está utilizando hoje, certamente é um produto de qualidade. A pergunta é: quando surge uma dúvida, você tem para quem ligar? Quando você liga, o suporte técnico ajuda você a pensar e solucionar o problema?

Pensando nisso, a Alfacomp disponibiliza os seguintes canais de comunicação:

Documentação:

Manual de hardware e software contendo a descrição técnica completa da linha de CLPs da Haiwell.

Treinamento on-line:

  • O curso de automação industrial utilizando o CLP Haiwell não tem custo. São aulas semanais divulgadas em nosso website. Para acompanhar, basta baixar os arquivos em PDF disponibilizados na página do curso
  • https://alfacomp.net/2020/12/14/curso-de-automacao-com-clp-haiwell-2/
  • Esperamos estar colaborando para o crescimento pessoal dos interessados. Em caso de dúvida, não deixe de nos contatar.

2 – Custo-benefício

A linha de CLPs Haiwell é composta de 4 famílias de CPUs e uma extensa gama de módulos de expansão, cobrindo desde aplicações de simples inter-travamentos até a composição de redes de CPUs de alto desempenho em sistemas distribuídos de controle.

3 – Custo da ferramenta de programação

A ferramenta HaiwellHappy é gratuita e sempre será, este é um compromisso da Haiwell e da Alfacomp.

Ferramenta HaiwellHappy

4 – Desempenho do processador

Os CLPs Haiwell são dotados de processadores ARM de última geração. ARM é um acrônimo de Advanced RISC Machine, ou seja Máquina Avançad
a RISC, sendo RISC uma arquitetura baseada em um conjunto de instruções reduzidas e de alta velocidade de processamento. Os processadores ARM são relativamente recentes na história da tecnologia digital e são utilizados, entre outras aplicações, nos Smartphones e Tablets de última geração.

Porque os CLPs Haiwell foram desenvolvidos recentemente, utilizam processadores de última geração, resultando em equipamentos de alto desempenho e baixo consumo. Um exemplo desse desempenho é a capacidade de ler até 8 Encoders e controlar até 8 motores de passo com velocidades de I/O de 200 mil pulsos por segundo.

Por serem CLPs de alto desempenho, os CLPs Haiwell são ideais para tarefas de movimentação e posicionamento de precisão, como por exemplo no controle CNC.

5 – Relógio de tempo real

Todos os CLPs Haiwell são dotados de relógio de tempo real. Isto significa que existe dentro de cada CLP um circuito eletrônico alimentado por bateria de lítio e baseado na precisão de uma base de tempo com a precisão garantida por um oscilador a cristal. Dessa forma, mesmo que falte energia, o CLP estará contando o tempos em Horas, Minutos, Segundos, Dias, Meses e Anos, capacidade necessária em muitos processos de automação.

6 – Capacidade de simulação do programa sem necessidade de conectar ao CLP

Imagine poder aprender a programar um CLP antes mesmo de ter adquirido o primeiro exemplar. Pois bem, isso é possível com o CLPs Haiwell pois a ferramenta de programação HaiwellHappy permite simular 100% do funcionamento do programa sem precisar conectar o CLP ao PC.

7 – Portas de comunicação

Consideramos fundamental que o CLP possua portas de comunicação em quantidade suficiente e por um custo baixo. Igualmente importante é que o CLP possa utilizar os protocolos MODBUS e TCP/IP por serem os mais difundidos do mercado.

Os CLPs Haiwell são dotados de três portas de comunicação independentes básicas:

  • RS232 – protocolo MODBUS mestre e escravo
  • RS485 – protocolo MODBUS mestre e escravo
  • Ethernet (opcional) – Diversos protocolos, incluindo MODBUS TCP

Além das portas básicas, é possível adicionar até 3 portas RS232 ou RS485 independentes utilizando módulos de expansão.

8 – Protocolos de comunicação

Comunicar utilizando os protocolos comuns de mercado, utilizando protocolos de alto desempenho e utilizando procolos configuráveis são características nem sempre encontradas nos CLPs de mercado. Veja as opções de comunicação disponíveis no Haiwell:

  • MODBUS (RTU e ASCII)
  • MODBUS TCP
  • Protocolo de alto desempenho “Haiwell High Speed Protocol”
  • Protocolo configurável “Free Communication Protocol”

9 – Capacidade de programação remota

Uma facilidade de alguns CLPs dotados de porta Ethernet é a capacidade de programação remota. Este recurso se mostra como vantagem competitiva importante pois permite alterações de sistemas de automação remotos, minimizando custos com deslocamento. Outra vantagem da programação remota é a facilidade de construir e comissionar sistemas distribuídos de controle em plantas industriais de grande porte. A Haiwell permite a construção de redes de controle distribuído de alto desempenho e baixo custo.

10 – Facilidade de manutenção

O último fator de decisão na hora de escolher o CLP, mas não menos importante, é a facilidade de manutenção em campo. A substituição rápida de módulos somente é possível se os conectores forem do tipo extraível (de engate rápido), nem todos os CLPs possuem essa facilidade.

Kit de treinamento – Conector extraível instalado OBS: Dois parafusos liberam cada barra de conexão dos CLPs Haiwell.

Considerações finais

O CLP deve ser avaliado sempre pelo conjunto de fatores que determinam sua escolha. Seja criteriosos pois você vai investir o seu tempo no aprendizado e treinamento necessário para utilizá-lo. Faça valer a pena esta escolha pois ela vai impactar não apenas o próximo projeto mas, provavelmente, os projetos dos próximos anos.

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Projeto de automação e telemetria de uma estação elevatória de água tratada Este artigo contendo o Projeto de automação e telemetria de uma elevatória de água tratada é o nono da série “Tudo sobre telemetria do abastecimento municipal de água“. Se você deseja elaborar e implantar um sistema de telemetria para os reservatórios e elevatórias de água […]

Projeto de automação e telemetria de um reservatório de água tratada Este artigo contendo o Projeto de automação e telemetria de um reservatório de água tratada é o décimo da série “Tudo sobre telemetria do abastecimento municipal de água“. Se você deseja elaborar e implantar um sistema de telemetria para os reservatórios e elevatórias de água e esgoto, […]

Este e-book foi feito para você que deseja saber tudo sobre como criar o sistema de telemetria de água e esgoto para a sua cidade.  O e-book contém um projeto completo para você desenvolver e implantar um sistema de automação, controle e tele supervisão de reservatórios, elevatórias e estações de tratamento de água e esgoto. […]

Solução Elipse E3 monitora, em tempo real, um total de 20 Estações de Armazenagem de Água e 60 moto bombas controladas pelo SAEMAS em Sertãozinho (SP) FONTE: https://www.elipse.com.br/case/elipse-e3-permite-ao-saemas-diagnosticar-e-solucionar-problemas-em-fracao-de-segundos/ Necessidade O SAEMAS (Serviço Autônomo de Água, Esgoto e Meio Ambiente de Sertãozinho) é uma autarquia municipal responsável por executar e explorar os serviços de água e esgoto […]

Por que a telemetria de água e esgoto é importante? Se você reside em um dos 5.570 municípios brasileiros este assunto é importante para você. Quando em uma cidade a população é quem avisa a empresa de águas do município sobre a falta de água, isso provavelmente se dá pelo fato de o município não possuir […]

Modbus é um protocolo de comunicação serial desenvolvido e publicado pela empresa Modicon (hoje uma empresa do grupo Schneider Electric) em 1979 pra uso em seus CLPs (Controladores Lógicos Programáveis). O protocolo Modbus se transformou no protocolo mais difundido para comunicação entres dispositivos de controle e automação industrial. Os motivos principais para o uso do […]

As Interfaces Modbus funcionam como remotas de I/O distribuído e podem ser aplicadas nas mais diversas áreas da automação industrial, como monitoramento remoto de variáveis de processo, redes distribuídas de automação e controle, ligar e desligar um motor remotamente, etc. As Interfaces Modbus são uma família de módulos de entradas e saídas analógicas e digitais […]

Aprenda a programar o CLP Haiwell sem custo Acompanhe o curso online de programação do CLP Haiwell sem sair de casa, utilizando apenas o seu computador e sem custo. O CLP Haiwell apresenta versatilidade e alto desempenho para as mais diversas aplicações industriais como injeção de plástico, empacotamento, tecelagem, fabricação de medicamentos assim como para aplicações […]

Conheça este DPS – Dispositivo de Proteção contras Surtos O módulo Alfacomp SW3300 foi projetado para compor painéis elétricos de comando e automação e integra as seguintes funções: Seccionamento Proteção contra sobre corrente por meio de fusíveis Proteção contra sobre tensões por meio de varistores Tomada bipolar com terra Sinalização luminosa de energização Por incluir […]

O conversor analógico IA2801 consiste em uma solução de alto desempenho e baixo custo para conversão de pulsos de uma saída digital de CLP para sinal analógico de tensão e corrente. De formato adequado para montagem em painéis elétricos de automação industrial, é alojado em gabinete metálico para encaixe em trilho DIN. O módulo efetua […]

O Fonte com Bateria FB2062 constitui uma fonte de alimentação chaveada especialmente desenvolvida para alimentar um CLP e um rádio modem. Dotado de bateria interna de 12V/7Ah, fornece em suas saídas as tensões de 24V para o CLP e 12V para o rádio. Enquanto a alimentação está presente na entrada CA, o módulo mantém a […]

Veja como habilitar seu CLP Haiwell a ler células de carga e viabilize a medição de peso estático e dinâmico no seu processo industrial. O módulo conversor para células de carga Haiwell fornece uma medição em 24 bits de resolução com capacidade de calibração em multi-faixas, permitindo a leitura de sensores de peso de 4 […]

Neste artigo falamos sobre a comunicação entre máquinas – M2M (machine to machine communication) – IoT e a evolução da tecnologia celular. Se a primeira patente para um telefone móvel wireless foi concedida a uma empresa do Kentucky em 1908, a primeira versão comercial de telefones móveis foi produzida pela Motorola apenas em Abril de […]

Notícias recentes dão conta de que a China habilitou produtores brasileiros para a exportação deste e de outros produtos lácteos. Por conta disso e de outros fatores a produção de leite em pó está em ascensão no panorama brasileiro. Neste artigo falamos sobre as técnicas de fabricação do leite em pó e apresentamos o trabalho […]

Este artigo sobre CLPs para a telemetria do saneamento é o sétimo da série “Tudo sobre telemetria do abastecimento municipal de água“. Se você deseja elaborar e implantar um sistema de telemetria para os reservatórios e elevatórias de água e esgoto, ETAs e ETEs, estações reguladoras de pressão e pontos de macromedição, encontrará nessa série de artigos, […]

O software Haiwell Cloud SCADA permite a monitoração e controle de processos industriais. Também é o software utilizado para configurar a linha de IHMs. E o melhor de tudo, é grátis. O software Haiwell Cloud SCADA é baseado em .NET Framework e permite a monitoração e controle de processos industriais. Também é o software utilizado para configurar […]

Converter Ethernet para serial pode ser mais fácil do que parece. O equipamento que realiza esta função é o conversor Ethernet/Serial e consiste em uma solução de alto desempenho e baixo custo para conversão do padrão TCP/IP para serial RS232/RS485. De formato adequado para montagem em painéis elétricos de automação industrial, é alojado em gabinete […]

As Interfaces Modbus são uma família de módulos de entradas e saídas analógicas e digitais que comunicam pelo protocolo Modbus. Protocolo de comunicação: Modbus RTU Modbus mestre e escravo Seleção de endereço por DIP switch Alimentação: 10 a 30 VCC Consumo máximo de 200 mA A família de interfaces Modbus da Alfacomp foi especialmente desenvolvida […]

Em aplicações onde as distâncias são grandes ou o uso de cabos seriais é difícil, ou até impossível. Considere a utilização de rádios modem nas faixas de 900 MHz e 2.4 GHz. A principal utilização dos rádios modem dessa categoria está na comunicação de dados entre dispositivos que utilizam interface serial RS232 ou RS485 com velocidades […]

O data logger DL2016 da Alfacomp é um dispositivo capaz de coletar, armazenar, controlar, rastrear, enviar e receber dados via rede GSM/GPRS. Através das IOs que o equipamento possui, ele possibilita o controle e monitoramento de grandezas elétricas e ou físicas como, por exemplo, tensão, corrente, temperatura, velocidade do vento, nível de água, quantidade de chuva […]

Este artigo é o segundo da série “Tudo sobre telemetria do abastecimento municipal de água“. Se você deseja elaborar e implantar um sistema de telemetria para os reservatórios e elevatórias de água e esgoto, ETAs e ETEs, estações reguladoras de pressão e pontos de macromedição, encontrará nessa série de artigos, todo o conhecimento necessário para […]

Este artigo é o primeiro de uma série na qual repassamos todo o conhecimento que acumulamos ao longo de mais de 25 anos fornecendo sistemas de automação e telemetria de água e esgoto em municípios de norte a sul do Brasil. Se você deseja elaborar e implantar um sistema de telemetria para os reservatórios e […]

Descrição geral do sensor DS18B20   O DS18B20 é um sensor de temperatura da Dallas/Maxim com saída digital programável de 9 a 12 bits. Contém também uma função de alarme, também programável, cujos dados são armazenados em uma área não volátil  de memória EEPROM. A comunicação entre o microcontrolador e o sensor se dá sobre um […]

Fonte (Automazione Industriale n.268 – Dicembre 2018) – Tradução e Adaptação: Eduardo Grachten Empresas italianas estão usufruindo das vantagens decorrentes da integração de conhecimentos que antigamente eram distantes e hoje são combinados pela mecatrônica Autor – Massimiliano Cassinelli Sobre o significado do termo mecatrônica já se discute há algum tempo, até porque a origem dessa […]

Solução da Elipse Software monitora, em tempo real, um total de 20 Estações de Armazenagem de Água e 60 motobombas controladas pelo SAEMAS em Sertãozinho (SP) FONTE: https://www.elipse.com.br/case/elipse-e3-permite-ao-saemas-diagnosticar-e-solucionar-problemas-em-fracao-de-segundos/ Necessidade O SAEMAS (Serviço Autônomo de Água, Esgoto e Meio Ambiente de Sertãozinho) é uma autarquia municipal responsável por executar e explorar os serviços de água e esgoto […]

Os sistemas de transportes foram grandemente melhorados em 1998 quando a EPTC de Porto Alegre adotou uma nova tecnologia para controlar a qualidade dos serviços prestados pelas empresas de ônibus da cidade o SOMA – Sistema de Ônibus Monitorado Automaticamente. O sistema é constituído de 52 estações de monitoração distribuídas pela cidade, que registram a passagem […]

WorkSense W-01 WorkSense W-01 é o novo robô de dois braços da Epson apresentado pela primeira vez na Europa durante a feira AUTOMÁTICA 2018 que acontece em Mônaco, na Baviera, de 19 a 22 de junho de 2018. Fonte – Automazione Industriale – https://www.automazioneindustriale.com/il-robot-dual-arm-di-epson-che-vede-rileva-pensa-e-lavora/   Ideal para a automatização de atividades complexas em espaços reduzidos, o […]

Atualização tecnológica da telemetria de água e esgoto do SAAE de Sorocaba A atualização tecnológica da telemetria de água e esgoto de um município visa renovar o sistema de telemetria de forma a torná-lo aberto e compatível com equipamentos genéricos, aproveitando ao máximo o sistema instalado para minimizar custos. O processo de atualização inclui a […]

Fonte – Automazione Industriale No. 260 – https://www.automazioneindustriale.com/ Os COBOTS – Robôs Colaborativos – estão cada dia mais presentes no processo produtivo. Encontramos os principais fabricantes do setor para entender essa novidade e suas consequências no ambiente de trabalho. Na Itália, já existe um robô para cada 62,5 operários. Trata-se de um número significativo, sobretudo […]

Por que a telemetria de água e esgoto é importante? Se você reside em um dos 5.570 municípios brasileiros este assunto é importante para você. Quando em uma cidade a população é quem avisa a empresa de águas do município sobre a falta de água, isso provavelmente se dá pelo fato de o município não possuir […]

Segundo os especialistas da empresa russa Kaspersky Lab, especializada em softwares de segurança na Internet, estas são as ameaças de cybersecurity que as industrias irão enfrentar nos próximos 12 meses: Os sistemas de segurança industrial correrão risco de ataques do tipo ransomware. Os ataques WannaCry e ExPetr observados em 2017 demonstraram que os sistemas operacionais […]

Você que desenvolve soluções especiais para controle de processos e automação industrial irá gostar dos dispositivos apresentados abaixo. Todos foram criados para resolver problemas de campo que demandavam soluções criativas e inovadoras. Rádio modem para comunicar RS232 e RS485 em até 32 km O transceptor RM2060 consiste em uma solução de alto desempenho e baixo […]

Descubra como o SAEMAS no município de Sertãozinho no interior de São Paulo viabilizou o sistema de telemetria da distribuição de água tratada do município com a ajuda da FEHIDRO e da ALFACOMP. FEHIDRO  O Fundo Estadual de Recursos Hídricos apoia os estudos, a implementação e a manutenção de projetos de aproveitamento e gestão dos recursos hídricos […]

SAAE de Indaiatuba recebe do estado prêmio de R$ 4,3 milhões por reduzir perda de água Fonte: Publicação da Prefeitura de Indaiatuba/SP 03/06/2016 por Marco Matos – DCS/Saae O Serviço Autônomo de Água e Esgotos (Saae) receberá R$ 4.345.932,26 do Governo do Estado, através do Programa Reágua (Programa Estadual de Apoio à Recuperação de Águas), como […]

Introdução Estamos vivendo no Brasil um momento crítico em termos de abastecimento de água e energia. Resultado de um modelo econômico que incentivou o consumo e não o investimento, estamos próximos do colapso no abastecimento de energia elétrica. De outro lado, fruto de fenômenos climáticos, agravado pela falta de políticas públicas, o país vive a […]